XI CONGRES FORESTIER
MONDIAL
13- 22 Octobre
1997, Antalya, Turquie
  VOLUME 8E. COMPOSITIONS DES ETUDIANTS
Université de Hacettepe Muammer AYSEL La présente étude a été menée afin de déterminer la ruguosité de surface du pin d'Autriche et du pin de Calabre après ponçage des échantillons, débités en coupe tangentielle et en coupe radiale, à l'aide de bandes d'émeri de grains 40, 50, 60, 80 et 120. Pour les besoins de l'étude, 60 échantillons ont été poncés en utilisant les émeris mentionnés sur des machines à émeriser à rouleaux intégrées aux scies à ruban et aux machines de dégrossissage, avec un débit d'amenage de 6 m/min. Les bandes d'émeri utilisées pour le ponçage étaient vierges. Les échantillons ainsi préparés ont été soumis à 900 tests au total, effectués à l'aide d'un appareil de mesure reposant sur la détection par aiguille. Les tests ont été menés dans le sens vertical perpendiculairement aux bandes abrasives, avec une aiguille de 5 µm de rayon et en maintenant une distance de détection de 12,5 mm (commande numérique). D'après les tests, la moyenne arithmétique générale de la valeur de ruguosité Ra est, pour les sections tangentielle et radiale, de 13,65 µm pour le pin d'Autriche et de 13,18 µm pour le pin de Calabre. Ces tests ont permis d'établir statistiquement que le type de coupe pratiquée sur l'arbre, d'une part, et le grain des cristaux des bandes émeri utilisées, d'autre part, ont une incidence sur la ruguosité de surface. On a également établi que la finesse de l'émeri était inversement proportionnelle à la ruguosité obtenue. Introduction Pour analyser le rapport coût-profit dans l'industrie de transformation du bois, le facteur primordial à prendre en compte est celui de l'augmentation du prix des matières premières. Un traitement optimal des produits ou semi-produits du bois s'impose donc. En outre, les opérations ultérieures effectuées sur la surface du bois constituent un élément décisif pour la commercialisation des produits finis. Il s'agit donc de réduire au maximum la ruguosité de surface grâce aux opérations préalables de rabotage et de ponçage. La production enregistre des pertes croissantes du fait de l'usure des surfaces, résultat de l'absence de contrôle de la ruguosité de surface avec les appareils et méthodes qui seraient adaptées, ainsi qu'à une application de vernis et de peintures de qualité médiocre. Afin de minimiser le volume des rebuts, il faudrait donc contrôler la ruguosité de surface au moyen d'appareils de contrôle de qualité spécialement conçus à cet effet. Dans cette étude, le pin d'Autriche (Pinus nigra Arnold) et le pin de Calabre (Pinus brutia ten) ont été débités suivant des sections tangentielle et radiale et poncés avec des émeris de différents grains. La valeur de leur ruguosité de surface a été mesurée grâce à des appareils de mesure de la ruguosité reposant sur la détection par aiguille. Les tests effectués visaient à déterminer les indices de ruguosité de surface pour le pin d'Autriche et le pin de Calabre, et d'aider les chercheurs dans ce domaine. Tous ces facteurs font que la ruguosité de surface obtenue est déterminante pour la surface supérieure du bois et lors des opérations d'application d'enduits. Materiaux et methodes Le bois utilisé pour la recherche Le pin d'Autriche (Pinus nigra Arnold) Le pin d'Autriche, qui est l'un des plus grands arbres des forêts primaires, comporte des crevasses profondes recouvertes de plaques épaisses. Les bourgeons de ce résineux ressemblent à des cylindres au bout pointu. Les aiguilles sont dures, de couleur vert foncé et mesurent de 8 à 15 cm de longueur. Poussant sur l'extrémité des pousses, elles s'avancent vers les bourgeons, ce qui leur donne l'aspect d'un calice. Cette particularité permet de distinguer, au premier coup d'oeil, cet arbre du pin sylvestre. Les fleurs mâles du pin d'Autriche sont de couleur jaune pâle et cylindriques. L'efflorescence a lieu en avril ou en mai, selon la région, la latitude, l'altitude et l'exposition. Les cônes femelles sont de couleur jaune, pâle ou vif, ou de couleur foncée, et poussent en deux ans. A la différence de ceux du pin sylvestre, ces cônes sont symétriques et présentent des pédoncules très courts. Les marcottes sont saillantes et le tronc de couleur sombre. Les écailles situées aux extrémités du cône comportent une épine. Les pins d'Autriche poussent dans différents endroits. Il en existe plusieurs variétés, portant chacune un nom distinct. On trouve, chez nous, les Pinus nigra, Coromonica et Pyramidalis, qui sont tous des variétés du pin d'Autriche. (Aslan, 1994) Le pin d'Autriche pousse à l'état endémique en Asie, en Thrace, à Chypre et en Crimée. Il est surtout présent en Turquie (où il couvre 2 204 381 ha), mêlé au genévrier, au hêtre et au chêne. Il pousse aussi sur les versants de l'intérieur de l'Anatolie septentrionale, en Anatolie occidentale autour de Dursunbey et dans la chaîne du Taurus. (Aslan, 1994) Les caractéristiques physiques et mécaniques du pin d'Autriche La largeur des cernes annuelle est de 1,57 mm pour le pin d'Autriche, sa densité à sec est de 0,520 g/cm3, la densité à l'état sec à l'air est de 0,560 g/cm3, la masse volumique est de 0,456 g/cm3, le taux de retrait parallèle au fil du bois est de 0,23%, le taux de retrait radial est de 5,58%, le taux de retrait tangentiel est de 8,19%, le taux de contraction en volume est de 13,9%, la contrainte parallèle au fil du bois est de 479 kg/cm2, la contrainte biaisée est de 1096 kg/cm2, le module d'élasticité en biais est de 100 000 kg/cm2, la contrainte biaisée dynamique est de 0,56 kg.m/cm2, la contrainte de tension parallèle au fil du bois est de 1113 kg/cm2, la contrainte de tension perpendiculaire au fil du bois est de 23,4 kg/cm2, la contrainte croisée parallèle au fil du bois et en direction radiale est de 67,1 kg/cm2, et de 62 kg/cm2 en direction tangentielle, la contrainte de diffusion en direction radiale est de 8,2 kg/cm2, en direction tangentielle de 9,1 kg/cm2. Le pin de Calabre (Pinus brutia Ten) Le pin de Calabre est l'un de nos arbres forestiers les plus importants. Il peut atteindre jusqu'à 25 m de hauteur avec un rayon de 60 cm. Ses branches sont épaisses, son tronc irrégulier. Il rappelle le pin d'Alep. Toutefois, certaines variétés de cette essence, à croissance rapide, présentent un tronc lisse. Ses jeunes pousses sont épaisses, dépourvues de feuilles et d'une couleur rouge, qui vire ensuite au marron verdâtre et, plus rarement, au gris foncé. Les aiguilles mesurent de 15 à 16 cm de long. Elles sont lisses et dures. Leurs extrémités, légèrement fourchues, sont d'une couleur vert clair. Les cônes, au pédoncule très court, mesurent environ 7,2 cm (leur longueur va de 2,0 à 12,5 cm), avec un diamètre de 4,1 cm (1,9 à 5,6 cm) et un poids de 40,7 g (2,5 à 107,9 g). Les graines à proprement parler représentent 4 à 5% du cône frais. Elles mesurent en moyenne 7,02 mm de long (6,09 à 7,92 mm), et 4,33 mm (4,05 à 4,94 mm) de large tandis que l'embryon est d'une longueur moyenne de 5,51 mm (4,84 à 6,38 mm). En général, les cônes sont regroupés par deux ou trois pour former un ensemble rigide. La couche externe présente des irrégularités, le corps est comprimé et de couleur brunâtre. Les graines, ovoïdes, mesurent de 15 à 20 cm de long. Elles sont pourvues d'écailles pendantes. Ce sont ces cônes suspendus à l'extrémité de branches courtes, au corps comprimé et aux arêtes saillantes, qui distinguent cet arbre du pin d'Alep. Le pin de Calabre pousse dans les régions à climat doux en hiver et chaud et sec en été. (Aslan, 1994) C'est essentiellement sur les versants maritimes des régions bordant la Méditerranée ou la mer Egée, ou encore autour de Marmara, qu'on trouve de vastes forêts homogènes de pin de Calabre. A l'ouest, autour de la mer Noire, des petites forêts naturelles abritent des pins de Calabre, çà et là, à la faveur de microclimats favorables, proches du régime méditerranéen. Le pin de Calabre est l'arbre le plus répandu dans notre pays. Il s'étend sur 3 096 064 ha. Les caractéristiques physiques et mécaniques du pin de Calabre Parmi les variétés de pin qui poussent dans notre pays, le pin de Calabre a le bois le plus lourd. La densité anhydre est de 0,53 g/cm3, la densité à sec à l'air est de 0,57 g/cm3, la densité volumique est de 0,478 g/cm3. Le taux de retrait en direction longitudinale est de 0,5%, en direction radiale 4,9%, en direction tangentielle 6,8%, la contraction en volume est de 12,2%. La résistance à la contrainte parallèle au fil du bois est de 447 kg/cm2, la résistance biaisée est de 821,5 kg/cm2, la contrainte de tension perpendiculaire au fil du bois est de 19,6 kg/cm2, la résistance tangentielle à la fissure est de 5,7 kg/cm2, la résistance radiale à la fissure est de 5,1 kg/cm2, la valeur calorique dans le tronc est de 4781 cal/g, 4752 cal/g dans les branches, 4771 cal/g dans l'écorce du tronc et 4216 cal/g dans l'écorce des branches. Definition et importance de la ruguosité de surface Définition : L'expression ruguosité de surface renvoie aux irrégularités qui apparaissent à très faibles intervalles sur la surface du bois et qui sont dues à certains procédés de fabrication ou à d'autres facteurs. Il existe d'autres types d'irrégularités. (T.S.6956) On ne peut remédier à la ruguosité de surface résultant de l'application d'un procédé de fabrication (façonnage avec ou sans copeaux). La ruguosité s'explique par une superposition de couches sensibles à l'oeil ou au toucher. Elle peut être si infime qu'elle doit être mesurée avec des appareils électroniques très sensibles. Dans l'industrie de transformation du bois, la ruguosité de surface dépend fortement de plusieurs facteurs parmi lesquels on peut citer : les structures anatomiques, le taux d'humidité, les irrégularités du bois de certains arbres, le polissage avec des toiles émeri ou des outils utilisant l'émeri, la forme géométrique des pièces, la vitesse de coupe et le tranchant des lames. Le calcul de la ruguosité de surface Il existe différentes méthodes pour calculer la ruguosité de surface. La méthode retenue pour cette étude est la détection par aiguille. Une aiguille, munie d'une sonde reliée à l'appareil de mesure, pénètre dans les pores du bois. Son mouvement est enregistré pour pour obtenir une représentation graphique de la surface testée. Cette méthode permet de calculer la ruguosité de surface du bois jusqu'à un certain degré. Le paramètre le plus courant en matière de ruguosité de surface est celui de la moyenne arithmétique (Ra) de ruguosité puisqu'il fournit une valeur simple dont dépendra l'acceptation ou le refus d'une pièce donnée. Le paramètre de ruguosité Ra est la longueur arithmétique pondérée mesurée, pour une longueur de bois donnée (L), à partir d'une ruguosité moyenne. Le paramètre de ruguosité Ra se calcule à l'aide de la formule suivante : Ra=1/Loƒt|y(x)|dx L=longueur Resultats et conclusions Les tableaux 1 et 2 présentent la ruguosité de surface moyenne Ra calculée lors des tests de ponçage effectués sur des échantillons de pin d'Autriche, coupés en sections radiale et tangentielle, à l'aide de bandes émeri de grains 40, 50, 60, 80 et 120, avec un débit d'amenage de 6 m/min. Tableau 1 : Valeurs de la ruguosité de surface Ra pour le pin d'Autriche
Les tableaux 3, 4, 5 et 6 présentent les résultats du test de Duncan et l'analyse de variance pour les valeurs ci-dessus. Tableau 3. Analyse de variance pour le pin d'Autriche
Tableau 4. Test de Duncan pour le pin d'Autriche
Tableau 5. Analyse de variance pour le pin de Calabre
Tableau 6. Test de Duncan pour le pin de Calabre
· Il ressort des tableaux ci-dessus que la valeur de la ruguosité de surface, pour le pin d'Autriche et le pin de Calabre, est supérieure en tronçonnage en direction tangentielle à la valeur obtenue en tronçonnage en direction radiale.
· La plus petite valeur de ruguosité de surface en tronçonnage radial correspond à l'émeri de grain Nº 120 pour les deux arbres. Les résultats obtenus pour le pin d'Autriche et le pin de Calabre ont fait l'objet d'une évaluation statistique. Comme le taux de variance (40,3759) dépasse le résultat du tableau (1,88-2,41), une différence de 99% est constatée entre les groupes. C'est pourquoi le test de Duncan a été effectué afin de concorder avec la moyenne. Les résultats du test de Duncan ont été évalués à la lumière des directions de coupe et du type d'émeri. Les arbres ont été répartis en 10 groupes différents. Pour le pin d'Autriche, de légères différences de ruguosité ont été observées en tronçonnage radial entre les grains 120 et 80, en tronçonnage tangentiel entre les grains 120 et 80, entre les tronçonnages radial et tangentiel avec un grain 60, entre les tronçonnages radial et tangentiel avec un grain 50, en tronçonnage tangentiel avec un grain 40, en tronçonnage tangentiel avec un grain 50 et en tronçonnage radial avec un grain 40. Dans le cas du pin de Calabre, la différence de valeur de ruguosité de surface n'est pas élevée entre les tronçonnages tangentiel et radial avec un grain 120, les tronçonnages radial et tangentiel avec un grain 80 et les tronçonnages radial et tangentiel avec un grain 50. Pour le pin d'Autriche la ruguosité de surface minimale est obtenue avec les pièces tronçonnées en direction radiale avec un grain 120. Pour le pin de Calabre, c'est avec un tronçonnage tangentiel et un grain 120. La plus grande ruguosité pour le pin d'Autriche est obtenue après un tronçonnage tangentiel avec un grain 40. Les résultats obtenus ont permis de conclure que la ruguosité de surface était proportionnelle à la taille du grain des bandes émeri. Des différences ont été observées, entre tronçonnage radial et tronçonnage tangentiel, pour certains grains d'émeri, alors que la différence est négligeable avec les grains 50, 80 et 120. L'écart entre la ruguosité la plus faible (obtenue avec les grains 80 et 120) et les plus élevées (grains 40, 50 et 60) est plus élevé chez le pin d'Autriche que chez le pin de Calabre. La moyenne arithmétique de ruguosité Ra du pin d'Autriche est inférieure à celle du pin de Calabre. Pour le pin d'Autriche, elle est de 13,18 µm alors qu'elle n'est que de 13,65 µm pour le pin de Calabre. Les traces d'émeri suite à l'opération de ponçage ont été relevées pour tous les grains. Propositions · Préférer les surfaces de pièces coupées en section radiale, toutes choses étant égales par ailleurs. · Déterminer la ruguosité de surface idéale pour les opérations de collage pour divers types d'arbres. · Choisir le grain d'émeri idoine en sachant qu'un grain plus fin permettra une ruguosité de surface plus petite. · Un ponçage plus adapté permettra d'économiser peinture et vernis. Il faut donc bien préparer la pièce et procéder à une opération de ponçage impeccable. · L'élimination de la ruguosité de surface améliore la qualité du collage, d'où l'importance de préparer correctement la surface des pièces à coller. · L'ensemble des bandes émeri doit être remplacé le plus souvent possible. · L'effet de l'humidité sur la ruguosité de surface pourrait être étudié. · Suivre l'évolution de la ruguosité de surface pour différents types et générations d'arbres. · Privilégier le recours à des arbres dont le bois ne présente pas de défauts car les irrégularités de surface sont un facteur négatif pour la ruguosité de surface. · Veiller à protéger les pièces poncées à l'émeri. · Veiller à la propreté des appareils utilisés. · Déterminer les parties de l'arbre susceptibles de fournir des pièces à moindre ruguosité de surface. Bibliographie Afyonlu, S.A., 1980, Agaçisleri Takim ve Makine Bilgisi, Milli Egitim Yayinlari, Yayin No : 571, 600 Albin R., und Dusil F., und Feigl R., und Froelich H., und Fonke H.S., Grundloger Des Nobel und Innen Ausbus. Anonym, 1987, Kizilçam, Orm. Ars. Enst. Yayinlari, Muhtelif Yayinlar Serisi No :52, El Kitaplari No :2, 288 p., Ankara. Aslan S., 1994 Agaç Dendrolojisi Odun Anatomisi, 152 p., Ankara. Baykan I., 1996, Rendelenmis ve Zimparalanmis Masif Mobilya Yüzeylerinde Yüzey Pürüzlülüklerine Iliskin Arastirmalar, Karadeniz Technical University Doctoral Thesis, 102 p., Trabzon. Berkel A., 1957, Kizilçamda Teknolojik Arastirmalar, Istanbul University, Orm. Fak. Dergisi, Seri A, Cilt 7, Sayi.1, Istanbul. Bozkurt Y., 1992, Odun Anatomisi, 298 p., Istanbul. Burdurlu E., 1994, Ahsap Kökenli Kaplama ve Lavha Üretim-Kullanim Teknolojisi, Bizim Büro Basimevi, 134-135, Ankara. Burdurlu E., 1995, Kereste Endüstrisi ve Kurutma, Bizim Büro Basimevi, 145-146, Ankara. Dereli Ü., Kizilçam (Pinus Brutio Ten) ve Orta Yogunluklu Lif Levhalarda (MDF) Yüzey Pürüzlülügünün Tayini Üzerine Arastirmalar, Hacettepe University, M.S. Thesis, No.97Y006, 81 p. Göker Y., 1977, Dursunbey ve Elekdag Karaçamlarinin Fiziksel ve Mekanik Özellikleri ve Kullanis Yerleri Hakkinda Arastirmalar, Orman Genel Müdürlügü Yayini, 621-22, 263 p. Güray A., Baykan I., Ildes N., 1995, Agaçisleri Mobilya Endüstrisinde Seri Üretim Hatalari ve Dograma Üretim Teknigi, Bizim Büro Basimevi, 302 p., Ankara. Neyisçi T., 1987, Kizilçamin Dogal Yayilisi, Orm. Ars. Ens. Yayinlari, El Kitabi Dizisi :2, 15 p. Sieminski R., Skarzynska A., 1989, Surface roughness of Different Species of Wood After Sanding, Forest Products Journal, 1-7. Stumbo D.A., February 1960, Surface Texture Measurement, For Quality and Production Control, Forest Productions Journal, 122-124. TS 971, Aralik 1988, Yüzey Pürüzlülügü - Parametreler ve pürüzlülük Tespiti Kurallari, 1st Edition, TSE, Ankara. TS 6212, Aralik 1988, Yüzey Pürüzlülügü - Yüzeylerin Profil Yüksekliginin (Pt) Ölçülmesi, 1st Edition, TSE, Ankara. TS 6956, Nisan 1989, Yüzey Pürüzlülügü - Terimler - Yüzey ve Yüzey Parametreleri Için, 1st Edition, TSE, Ankara. TS 6959, Nisan 1989, Yüzey Pürüzlülügü - Terimler - Yüzey Pürüzlülügü Parametrelerinin Ölçülmesi Için, 1st Edition, TSE, Ankara. Yalçinkaya Ö., 1997, Sapsiz Mese (Quecus Petroeo) ve Karaçamin (Pinus Nigra Arnold) Yüzey Pürüzlülük Degerlerinin Arastirilmasi, Hacettepe University M.S. Thesis, 74 p.
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