II.5.1. Variabilité du matériau : les transitoires

Au cours du déroulage, l'arête de l'outil décrit une spirale. Ainsi, le premier transitoire rencontré consiste dans le passage d'une épaisseur de placage nulle à une épaisseur nominale. Les autres transitoires sont dus à la nature même du matériau usiné :

• fissuration cyclique : la coupe se fait par le cheminement d’une fissure à l’avant du couteau. Cette fissure a tendance à dévier vers la surface libre en donnant un placage discontinu.
• franchissement de cernes : ce transitoire peut déstabiliser fortement l’outil. Prenons l’exemple de la face de dépouille qui prend appui sur du bois d’été, puis passe soudainement à un appui sur du bois de printemps, beaucoup moins dense et avec un module d’Young bien plus faible. Si le bois s’écoulant sur la face d’attaque reste homogène, l’arête du couteau passera d’un régime stationnaire à un régime de plongée d’arête. Le cas inverse donnerait un régime de refus de coupe. Ce transitoire est vraiment très critique dans le déroulage de résineux où les cernes de printemps et d’été ont des propriétés mécaniques bien différentes. On note que ce transitoire peut être cyclique avec une période diminuant avec le rayon de déroulage.
• accumulation de fibres sur l’arête ou effet HORNER : ce transitoire a été assez largement décrit par MOTHE [31]. Quand l’arête du couteau est émoussée ou que le bois est très tendre, les fibres ne sont plus coupées et s’accumulent sur l’arête. Le placage produit, d’aspect pelucheux, comporte de nombreuses microfissures.
• franchissement de zone de bois de réaction : l'arête pénètre soudainement dans des zones en compression ou en traction.. Il peut arriver (par exemple dans le déroulage du Châtaignier) que la libération de ces contraintes conduise à la fissuration radiale du billon. Le placage produit est alors discontinu.

Ces transitoires sont d'autant plus néfastes que leur amortissement ne s'effectue pas naturellement. Il faut prendre en compte la flexibilité de la pointe de l'outil et le déplacement de la surface d'appui du couteau.

Les noeuds et poches de résines perturbent seulement ponctuellement la coupe mais peuvent endommager considérablement l'arête de l'outil. Dans certains cas, leurs effets peuvent être atténués par un étuvage plus important avant déroulage.

Il faut remarquer que dans le déroulage industriel, les couteaux utilisés travaillent sur une largeur de billon de plusieurs dizaines de centimètres voir de plusieurs mètres. Ainsi, il est courant de constater plusieurs transitoires différents en même temps sur toute la largeur de l’arête. Pour étudier les phases transitoires dues à la nature même du matériau et non au mécanisme du déroulage, il paraît donc judicieux de déterminer l’équilibre global de l’arête et d’en déduire les conditions de coupe optimales pour maintenir un régime de coupe stationnaire. Cette étude nécessite un matériel industriel facilement instrumentable dont on ne dispose pas actuellement.

Une autre approche plus systématique consisterait à étudier isolément chaque phénomène transitoire puis à les pondérer pour en déduire un comportement global de l’outil de dérouleuse industrielle. On note que l’étude de l’amortissement de chaque transitoire nécessite la détermination de la matrice de rigidité de petits éléments de bois (bois de printemps, bois d’été) afin de calculer la réponse du système outil - bois, puis l’amortissement du point de vue de la variation de l’épaisseur du placage et de sa qualité (fissuration et peluche). Cette méthode systématique est d’autant plus difficile à mener que l’on rencontre une assez grande variabilité des caractéristiques mécaniques dans une même grume de bois.

Nous limiterons notre étude à la phase d’amorce du déroulage qui est une phase propre au processus d’usinage (DECES-PETIT et al. [10]). Elle est très importante du fait qu’elle détermine la qualité du placage produit dans les premiers tours, là où nous avons un périmètre de billon le plus important. Industriellement, il est très important de pouvoir produire un placage d’épaisseur constante dans les premiers tours de déroulage pour améliorer le rendement matière.