L’arséniate de cuivre chromaté (ACC) représente l’un des agents de préservation du bois les plus répandus à travers le monde. En effet, l’usage de l’ACC est souvent associé aux risques de lixiviation naturelle des métaux lourds du bois en service ainsi qu’entreposé dans les parcs à résidus à la fin de son cycle de vie. Depuis son interdiction à vocation résidentielle en 2004, l’usage de l’ACC comme agent de préservation est aujourd’hui très réglementé. Néanmoins, la problématique de la gestion des grandes quantités de biomasses résiduelles contaminée à l’ACC persiste encore. D’ici 2020, la province du Québec devrait faire face à 18 millions de mètre cube de bois contaminé. L’augmentation du volume de bois résiduel traité, le caractère lixiviable et toxique des produits de préservation employés, ainsi que le durcissement des réglementations en vigueur sur l'incinération et l'enfouissement de cette biomasse contaminée sont autant des facteurs qui motivent le développement de nouveaux modes de sa gestion tels que la décontamination thermique, chimique et biologique. La pyrolyse du bois traité semble être une piste prometteuse pour la gestion de cette biomasse contaminée. Cependant, le comportement des contaminants présents dans le bois traité à l’ACC, lors du processus de conversion thermochimique, n’est pas encore élucidé.

L’objectif général de ce projet de recherche est d’étudier à l’échelle laboratoire l’impact de la pyrolyse sur la mobilité des contaminants et son potentiel d’utilisation comme technique de valorisation du bois traité à l’ACC.

Les résultats découlant de ce projet ont permis d’approfondir les connaissances théoriques et pratiques de ce procédé de stabilisation afin de l’appliquer à plus grande échelle. En effet, il a été démontré que le traitement du bois par l’ACC a une influence marquante sur son comportement thermique. Également, l’optimisation du procédé de pyrolyse a permis de conclure que le rendement en biochar diminue avec l’augmentation de la température. Ainsi un rendement optimal de l’ordre de 51% a été obtenu à 300 °C pour une granulométrie variant entre 0,85 et 1,40 mm (G1). D’autre part, la rétention des métaux dans le biochar a prouvé l’efficacité du procédé de pyrolyse dans la stabilisation des contaminants à savoir qu’à 300 °C, les taux de rétention ont été de l’ordre 76% pour l’As, 91% pour le Cr et 83% pour le Cu. De plus, la mobilité des métaux dans le biochar obtenu a été étudiée et les résultats ont démontré que la lixiviation de l’As à partir du biochar est assez élevée quel que soit la température de pyrolyse.

Lors de la fabrication des panneaux à lamelles orientées, plusieurs contaminants peuvent être présents, tels que le verre, le plastique et le papier, etc. Parmi ces corps étrangers intrus, les métaux sont les plus successibles d’endommager le matériel de mise en forme de ces produits. Les contaminants peuvent épointer les coteaux du gaufrier et engendrer des brûlures à la surface du produit final. Les industries de transformation veulent sécuriser leurs équipements et détecter les corps étrangers métalliques qui peuvent être introduits. La presse hydraulique est un équipement primordial pour la mise en forme. En effet, le pressage des produits contaminés est à l’origine de dégâts sur les plateaux de la presse et des temps d’arrêt néfastes, d’où l’importance du contrôle lors de l’apparition des intrus dans le matelas (panneaux à lamelles orientées non pressées). Les contaminants métalliques détectés proviennent des troncs d’arbres et des opérations de fabrication de panneaux dont les déchets de soudure, les outils de travail, les lames de gaufriers, etc. La détection des contaminants métalliques dans le matelas en bois par voie non destructive et électromagnétique fait l’objet de cette étude. La reconnaissance des contaminants à partir de leurs chimies de surface (capteur FTIR) constitue la première approche expérimentale suivie dans cette recherche. Les spectres FTIR des contaminants étudiés (aluminium, acier, laiton) montrent un pic important à l’ordre de 667-673 cm-1observé pour tous les intrus. Ce pic représente le lien oxygène existant dans la couche d’oxyde développé à la surface des corps étrangers. C’est un résultat important basé sur une propriété physique intrinsèque des contaminants souvent rencontrés. En effet, il peut servir à l’implantation des lecteurs infrarouges, semblables à ceux utilisés pour la mesure de la teneur en humidité, pour objectifs de détection des contaminants métalliques durant la transformation du bois. Des imageries thermiques avec une caméra FLIR-i7 ont été prises pour édifier la seconde approche expérimentale. Les imageries thermiques FLIR permettent d’élaborer une carte de distribution de la densité, une reconnaissance de la forme et de la position exacte des contaminants. Cependant, la solution se limite à l’analyse des corps étrangers non profonds par rapport à la surface. D’autre part, le détecteur de métaux à trois bobines équilibrées présente une solution économique, facile à implanter et non destructive pour le contrôle des contaminants en temps réel de production. La dernière approche est présentée sous forme d’une tentative de conception, d’optimisation et de réalisation de ce dispositif de détection à trois bobines équilibrées avec une imprimante tridimensionnelle de type Dremel au laboratoire de biomatériaux de l’UQAT.

Très peu d’études ont évalué le contrôle de l’apparition des contaminants métalliques dans les matelas en bois c’est pourquoi nous proposons d’adapter ce dispositif à l’industrie de transformation de bois ce qui constitue l’originalité de ce projet. Cette recherche met la lumière sur l’étude de la dépendance des propriétés des contaminants telles que leurs tailles, leurs formes, leurs conductivités et perméabilités et les réponses du dispositif de détection.