Evaluation précise et éco-efficiente de la qualité des sciages pour la scierie du futur – EffiQuAss

L'utilisation du bois dans la construction est destinée à augmenter à l'avenir afin que l'Europe puisse atteindre les objectifs de réduction des émissions de CO2. Le dimensionnement des bâtiments nécessite la connaissance des caractéristiques mécaniques des matériaux les constituant. A l'opposé du béton et de l'acier, les propriétés mécaniques du bois sont très variables en raison des conditions de croissance des arbres et de l'hétérogénéité naturelle du bois. C'est la raison pour laquelle le contrôle de la qualité est crucial pour le bois. La principale technologie actuellement utilisée pour le contrôle non-destructif du bois est l'excitation dynamique vibratoire. Cependant, le contrôle qualité du bois avec cette technique est défavorable aux essences hétérogènes, qui prévalent en Europe du Sud. En effet, il échoue à classer correctement environ 30 % du douglas français, ce qui est très frustrant pour les propriétaires de scieries, sans compter que cela implique un gaspillage des ressources forestières et augmente le coût du bois. Ainsi, il est primordial d'améliorer la précision du classement pour la résistance des essences hétérogènes.
Récemment, le scanner par laser points a montré des résultats intéressants pour obtenir une meilleure évaluation de la qualité des espèces hétérogènes, et il montre également un fort potentiel, que ce projet vise à développer. Le scanner par laser points consiste à projeter une rangée de points laser sur les quatre côtés d'une planche qui est covoyée longitudinalement dans un scanner. La lumière laser se diffuse mieux dans la direction des fibres que perpendiculairement, ce qui donne une forme d'ellipse qui peut être analysée pour mesurer l'orientation des fibres à la surface du bois, qui est en fait la direction des fibres dans l‘espace projetée sur la surface de la planche considérée. Les progrès scientifiques actuels utilisent des méthodes d'interpolation de base pour calculer un angle de fibres à l'intérieur de la planche à partir de ces mesures de surface. Ensuite, une modélisation mécanique est effectuée sur la base du fait que les propriétés mécaniques du bois varient en fonction de l'angle des fibres.
Une nouveauté qui est apparue très récemment dans l'industrie et qui doit encore être développée est la possibilité de suivre les planches tout au long du processus de sciage. Un récent projet ANR, TreeTrace (ANR-17-CE10-0016-03), visait à participer au développement de la traçabilité des billons de la forêt à la scierie. Il est apparu qu'avec quelques recherches supplémentaires, il pourrait également être possible de tracer les planches dans les étapes de sciage suivantes, reconnaissant ainsi de quel billon et d'où à l'intérieur du billon provient chaque planche. En mélangeant les compétences en traitement d'image du Loria et celles en procédés du LaBoMaP, ce challenge devrait être relevé au cours de ce projet. Ce travail sera basé sur le jeu de données TreeTrace, comptant des images de 346 planches provenant de 32 billons différents.
La connaissance de la position de la planche à l'intérieur du billon est au départ de l'idée principale développée dans ce projet de recherche. En effet, la reconstitution du billon à partir des planches sciées permettra d'obtenir une carte 3D des orientations des fibres mesurées à la surface des planches qui pourra être utilisée pour finalement obtenir la représentation 3D complète à l'intérieur du billon. Cela sera fait dans ce projet en utilisant un modèle similaire à ce qui est utilisé en hydrodynamique, et récemment développé dans la littérature.
Les résultats de ce projet devraient améliorer à moyen terme l’efficience du classement des bois, ce qui est primordial pour le développement de scieries éco-efficientes et pour l'utilisation optimale des ressources forestières. Ils ont également un grand intérêt scientifique, la modélisation de l'angle des fibres à l'intérieur d'un billon étant une nouveauté.