Regardez autour de vous et vous verrez certainement un objet qui a transité par une scierie : le bardage d’une maison, un meuble, un montant de porte…
Selon Eurostat, l’office statistique de l’UE, l’Union européenne et les États-Unis ont produit plus de 150 millions de m3 de bois sciés en 2009. Cela représente environ 145 fois le volume de l’Empire State Building à New York et la moitié de l’ensemble de la production mondiale.

Naturellement, les prix varient, mais avec de tels volumes, il est facile de comprendre pourquoi chaque fraction supplémentaire de bois récupérée sur une grume représente une belle somme pour l’industrie. De quoi motiver un concepteur de machines pour scieries.

Söderhamn Eriksson est une entreprise suédoise qui conçoit des machines pour scieries depuis 1864. Elle propose toute une gamme de technologies allant de l’écorçage des grumes au rabotage des plateaux. Ses machines sont expédiées dans le monde entier, les marchés principaux étant les régions riches en forêts de conifères. « Le principe de base de nos systèmes est l’optimisation du rendement matière », explique Per-Åke Wiklund, responsable développement.

La première machine d’une chaîne de production Söderhamn Eriksson est un écorceur Cambio, qui dépouille la grume de son enveloppe à l’aide de couteaux rotatifs. Celle-ci passe ensuite par un système d’optimisation du positionnement des billes qui détermine à l’aide d’un scanner laser leur position idéale pour le sciage.
« Une bille n’est jamais entièrement droite ou sans défaut, poursuit Per-Åke Wiklund. Pour en tirer le maximum, nous établissons un profil tridimensionnel qui montre en détail sa géométrie externe. Ensuite, l’équipement d’optimisation détermine sa position dans la scie en vue d’en obtenir le meilleur rendement matière, lequel peut s’élever à 80 %. »

De la scie de tête sort un noyau, c’est-à-dire une bille découpée sur deux côtés opposés, et des plateaux. Le noyau est renversé sur chant et poursuit son chemin vers une scie multilames. Les plateaux sont envoyés à la déligneuse qui va leur donner des bords réguliers en supprimant les rives.

Lorsqu’une bille est courbe, la machine l’oriente pour en tirer un meilleur rendement matière. Le noyau aura la même courbe et doit être guidé dans la scie multilames afin que son centre soit bien aligné avec celui de la machine. Pour ce faire, chaque noyau est positionné conformément aux calculs du système d’optimisation avant d’être scié en planches et en plateaux. « Nous possédons la technologie de pointe au niveau mondial pour scier un noyau cintré dans une scie multilames », affirme Per-Åke Wiklund.

Le délignage est une autre occasion d’optimiser le rendement. Les plateaux avivés ayant plus de valeur que ceux avec leurs rives, l’idéal est donc de débiter dans la largeur. Mais si on débite trop, on perd en volume. Les scieries doivent donc trouver l’équilibre entre qualité et volume. Dans ce cas, la méthode est la même que pour les noyaux et les billes. Mais, avec les plateaux, l’équipement d’optimisation est relié à la déligneuse. À la vitesse d’un plateau par seconde, elle affiche un rendement matière pouvant atteindre 97 %.

Si ledit rendement est important, la productivité l’est tout autant. Pour cela, il faut associer précision et vitesse dans un environnement extrêmement contraignant. Le système d’alimentation d’une scie de tête fonctionnant dans de bonnes conditions peut débiter jusqu’à trois mètres à la seconde avec un écart de 10 cm entre chaque grume, une grume massive de 6 m de long transite donc en deux secondes.

Les scies à cadre ont désormais cédé la place aux scies à ruban, scies circulaires et « réducteurs », lesquels transforment le surplus de matière en plaquettes pendant le sciage. Söderhamn Eriksson propose une gamme complète de machines qui portent les noms de Logmaster, Chipcanter, Eurosaw ou Exceltec.

Ces machines sont combinées sur mesure en fonction des besoins et préférences de chaque scierie. « Nous devons être capables de proposer une production souple dans nos ateliers, indique Ulf Ståhl, ingénieur de production. Il arrive que l’on ne fabrique pas certains modèles de machines de toute l’année. »

En ce qui concerne l’avenir de l’industrie, Per-Åke Wiklund estime que celle-ci va continuer de miser sur la réduction des émissions de sciure et de la taille des machines. « Le bois est débité selon le même principe de base depuis des siècles et je pense que cela va continuer pendant encore quelque temps. Mais le processus va continuer de s’accélérer. Nous allons également recueillir plus de données afin de calculer les découpes avec plus de précision et continuer d’accroître le rendement matière d’une grume. »

Systèmes de guidage mobile
Vu que la taille de chaque bille varie, les lames des scies doivent revenir à leur position de départ sur les côtés. Söderhamn Eriksson monte celles-ci sur des guidages linéaires avec vérins SKF.

« Nous misons normalement sur un temps de retour de 0,3 seconde, et ensuite nous devons à la fois accélérer et décélérer, explique ­Per-Åke Wiklund, responsable développement. La vitesse de pointe est d’environ un mètre par seconde et on est probablement en présence d’une machine de 10 tonnes qui doit se mouvoir. »

Le montage doit également rester en position dans des tolérances d’un centième de millimètre pour que la découpe soit nette.

Vibrations maîtrisées
Les scies circulaires et les réducteurs de diamètre peuvent être munis de plusieurs lames à l’extrémité libre d’un arbre de 400 mm tournant à 3 000 tr/min. Söderhamn Eriksson conçoit ses propres broches munies de roulements à billes à contact oblique de Super ­Précision SKF.

« Toutes nos broches sont équipées de capteurs de vibrations intégrés », explique Stephen Edwin, ingénieur mécanicien.

Pour éviter les résonances, les fréquences naturelles de la broche sont mesurées pour vérifier si elles sont égales aux valeurs calculées. L’équilibre et le montage de la broche sont également contrôlés mais il est impossible de prévoir les conditions de fonctionnement réelles car la taille des billes varie trop.