Modélisation des isothermes de sorption, caractérisation des propriétés thermodynamiques et détermination des humidités d’équilibre d’usage des bois tropicaux

Les bois tropicaux sont largement produits dans le bassin du Congo et en Amazonie et leurs exportations sont source de beaucoup d’argent. Il est important de réduire les pertes suite à une utilisation d’un bon processus de séchage lié aux conditions de l’environnement (température et humidité relative de l’air). Dans ce travail, nous modélisons les isothermes de sorption de six bois tropicaux (Sapele, Afzelia, Obeche, Ebony, Frake et Moabi) en utilisant onze modèles, les points expérimentaux sont prix dans la littérature avec la température de l’air comprise entre 15 et 60°C et l’humidité relative de l’air comprise entre 0.02 et 0.98 %. Selon les valeurs moyennes des erreurs obtenues, les modèles de GAB, Luikov modifié et de Nelson sont les meilleurs modèles recommandés pour traduire les isothermes de sorption des bois tropicaux. Les mauvais modèles sont les modèles d’Halsey modifié, Smith modifié, GAB modifié et le modèle d’Iglesias, Chirife et Halsey. Les modèles qui donnent une description assez satisfaisante sont ceux de Henderson modifié, Oswin modifié et Chung et Pfost modifié. Le modèle de BET est approprié pour estimer la teneur en eau d’équilibre lorsque la monocouche est saturée. Les valeurs des énergies d’activation obtenues sont rangées entre 8420 et 13911 J/mol lors de la désorption et entre 3266 et 6499 J/mol lors de l’adsorption. Les points de saturation des fibres (PSF) et les énergies libres de Gibbs par gramme d’eau adsorbée obtenus décroisent lorsqu’augmente la température à une humidité relative de l’air donnée. Les PSF obtenus sont confinés entre 0.16 et 0.33 kg/kg. Les valeurs moyennes des énergies libres de Gibbs par gramme d’eau absorbée varient de 149 à 206 cal/g. la différence des enthalpies molaires de sorption entre les monocouches et les multicouches au-delà de la saturation de la monocouche est en général supérieure de la différence entre les enthalpies molaires de sorption des multicouches au-delà de la saturation de la monocouche et l’eau à l’état liquide. La teneur en eau d’équilibre au niveau de la saturation de la monocouche est située entre 0.025 et 0.08 kg/kg. A de faibles teneurs en eau, la chaleur isostérique de sorption des bois étudiés est importante et décroît avec une convergence vers 1760 kJ/kg à 40°C lorsqu’augmente la teneur en eau d’équilibre. La température influence la chaleur isostérique de sorption des bois tropicaux étudiés. Les humidités des planches recherchées durant leur séchage sont fonction du milieu d’utilisation (ville, intérieur, extérieur, intérieur conditionné). Ces valeurs sont présentées dans la dernière partie de ce papier.