Technologie et matériaux
Voici un aperçu des projets de recherche présentement actifs à la Forêt Montmorency sous le thème de la technologie et des matériaux.
Évaluation de la durabilité de différents pieds de poteau soumis aux conditions climatiques de la forêt Montmorency
Personne responsable : Pierre Blanchet, professeur à la Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique, Université Laval
Partenaires : Art Massif, Cecobois
Les produits du bois en usage extérieur sont assujettis à des conditions climatiques qui provoquent leur dégradation. Bien qu’il existe quelques règles du pouce, les bonnes pratiques en cette matière sont peu documentées. Ce projet a donc pour objectif de documenter les risques de dégradation de colonnes en lamellé-collé dans le contexte de la Forêt Montmorency. Le dispositif permettra de mettre en évidence l’effet du type de connecteur bois-béton, l’effet d’un débord de toit et l’effet d’un traitement de protection. Il s’agit d’un dispositif de vieillissement en temps réel, donc sur une période de 10 ans.
Conduite autonome optimisée pour l'hiver
Personne responsable : François Pomerleau, professeur à la Faculté des sciences et de génie, Université Laval
Partenaire : Dynamics Land Systems - Canada
Le projet SNOW (Self-driving Navigation Optimized for Winter) vise à développer des technologies de navigation autonome adaptées aux conditions hivernales, un enjeu encore peu exploré, mais crucial pour la fiabilité des véhicules autonomes. En s’appuyant sur une expertise en cartographie 3D automatisée, il explore des solutions de localisation, de planification de trajectoires et de contrôle du véhicule terrestre autonome (UGV) dans des environnements non structurés, comme une forêt enneigée. Ces cartes adaptatives, sensibles aux changements causés par la neige et le vent, permettront une navigation robuste en temps réel et serviront de base à de nouveaux algorithmes capables de gérer des obstacles déformables (ex. : neige profonde). Les applications visées incluent le ravitaillement autonome, la recherche et sauvetage, la souveraineté dans l’Arctique canadien et le transport sur routes de glace du Nord.
Objectifs principaux :
- Développer des algorithmes de cartographie et de localisation en conditions hivernales.
- Concevoir des solutions de planification de trajectoire et de contrôle adaptées à l’hiver.
- Réaliser des tests terrain avec l’UGV en milieu forestier enneigé.
- Intégrer les systèmes pour une navigation autonome robuste en environnement nordique.
Détermination des paramètres optimaux afin d'inclure des résidus de coupes forestières dans la fabrication de panneaux de particules
Personnes responsables :
- Alain Cloutier, professeur à la Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique, Université Laval
- Evelyne Thiffault, professeure à la Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique, Université Laval
- Mario Israel Sanchez Mercado, étudiant au doctorat à la Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique, Université Laval
Partenaires : Uniboard Canada inc., Tafisa Canada
Une grande quantité de résidus de coupes forestières est actuellement laissée en forêt. Cette matière présente un potentiel important pour l’industrie des panneaux de particules. Valoriser ces résidus permettrait non seulement de réduire les pertes, mais aussi d’optimiser l'utilisation des ressources locales et de répondre aux objectifs de durabilité et de circularité de la filière bois.
Ce projet a pour but de déterminer quelle quantité et quel type de résidus de coupes seraient adéquats pour fabriquer des panneaux de particules. L’approche expérimentale utilisée est fondée sur l’échantillonnage terrain, la caractérisation physico-chimique des résidus de sapin baumier et de bouleau à papier, ainsi que la fabrication et l’évaluation de panneaux de particules à l’échelle pilote selon différentes proportions de résidus. Une analyse économique et technique sera aussi réalisée afin d’évaluer la faisabilité de cette approche dans un cadre régional.
Objectif général :
Évaluer le potentiel d’intégration durable de la biomasse forestière résiduelle dans la fabrication de panneaux de particules, à travers la génération de connaissances techniques, normatives, économiques et environnementales, afin d’optimiser sa valorisation au sein des procédés industriels.
Objectifs spécifiques :
- Évaluer la disponibilité et la qualité des résidus ligneux issus du sapin baumier et du bouleau à papier, dans trois régions forestières sélectionnées du Québec;
- Déterminer les paramètres optimaux afin d'inclure des résidus de coupes forestières dans la fabrication de panneaux de particules;
- Déterminer les propriétés physiques et mécaniques des panneaux de particules fabriqués à l’échelle pilote à partir de résidus de sapin baumier et bouleau à papier selon différentes proportions de substitution;
- Examiner les conditions et enjeux techniques, économiques et environnementaux liés à l’intégration de résidus de sapin baumier et bouleau à papier dans la fabrication de panneaux de particules.
Cartographie 3D de forêts boréales par LiDAR et caméra Stéréo
Personne responsable : Philippe Giguère, professeur à la Faculté des sciences et de génie, Université Laval
Il s’agit de déplacer un robot mobile Husky A200 (clearpath robotics inc.) dans la forêt boréale, similaire à celle retrouvée en Norvège. Le robot est équipé d’un LiDAR terrestre, centrale inertielle, caméra stéréo et GPS. La collecte de données se fera à quelques endroits différents dans la forêt Montmorency. Au total, moins de 5 km seront parcourus dans les sous-bois. Le véhicule pèse environ 120 lbs. La collecte se fera en une seule journée, dépendamment des conditions météos.
Modification du bois à partir de perméat d'ultrafiltration de lactosérum
Personnes responsables :
- Véronic Landry, professeure à la Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique, Université Laval
- Julien Chamberland, professeur adjoint à la Faculté des sciences de l’agriculture et de l’alimentation, Université Laval
Partenaire : Département des sciences des aliments, Faculté des sciences de l’agriculture et de l’alimentation, Université Laval
Dans ce projet, nous modifions différentes espèces nord-américaines avec, notamment, du perméat d’ultrafiltration de lactosérum, un sous-produit de l’industrie fromagère. L’objectif est d’accroître la stabilité dimensionnelle du bois et sa résistance à la dégradation fongique. Le bois traité est exposé sur le Q-rack à la Forêt Montmorency afin de suivre sur après des mois, voire des années, l’évolution de son apparence et de la croissance de champignons de coloration. Les résultats obtenus peuvent être croisés avec les données météorologiques enregistrées à la Forêt Montmorency.
Télédétection multi-source des dynamiques hydrologiques en milieu forestière
Personne responsable : Gabriela Siles, professeure à la Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique, Université Laval
Cette recherche explore des observations multi-sources (plateformes satellitaires, drones et mesures in situ) pour modéliser les interactions des signaux avec la surface et le subsurface des différents écosystèmes de la Forêt Montmorency. L'analyse de ces interactions permettra d'extraire des informations clés sur leurs propriétés, leur composition et leur structure. Un suivi temporel de ces données permettra de cartographier les changements dynamiques et les perturbations au sein de ces systèmes. L'intégration de l'approche multi-source proposée fournira une compréhension approfondie non seulement des écosystèmes de la Forêt, mais aussi des interactions des signaux des différents capteurs avec les diverses surfaces qui composent ce milieu forestier.
Évaluation des performances de produits de finition pour le bois
Personne responsable : Gabrielle Boivin, FPInnovations
Utilisation d'un site d'exposition extérieure pour évaluer les performances de produits de finition pour le bois lors d'une exposition prolongée aux intempéries.
Dynamic Analysis of Deck Bridges: Investigating Vibration Behavior for Structural Integrity and Performance Assessment
Personnes responsables : Dr. G. Farah Hafeez et Eliel Hudson, Université Concordia
Partenaires : TBD, Sensequake
Measuring vibration in bridge decks is a critical process that assesses the dynamic behaviour and structural health of bridges. The study aims to gather comprehensive data on the bridge's response to various external forces and loads, including traffic flow, environmental conditions, and natural events such as wind and seismic activity. The main goal of the study is to evaluate the condition and performance of as many timber bridges as possible, establishing a baseline database for assessing their future performance across Canada. Ambient vibration field measurements will be taken at various stages to monitor the dynamic response. The research findings will provide valuable insights into the design, performance, and durability of timber bridge structures. This improved understanding can lead to enhancements in future bridge design and maintenance practices, ultimately extending the service life of these bridges.
Objectives :
- Performing in situ measurements of timber bridges across various seasons to build a database of their dynamic properties
- Analyzing recorded measurements and comparing changes in measured frequencies
- Develop and validate a finite element (FE) numerical model to perform a parametric assessment of timber bridges with different span lengths.
Projet de démonstration d’un pont avec platelage en aluminium
Personne responsable : Lucas Sorelli, professeur à la Faculté des sciences et de génie, Université Laval
Projet de construction d'un pont à platelage en aluminium sur poutres d'acier en remplacement du pont en bois existant (actuellement déclassé, càd que la circulation est interdite). Ce pont servira de démonstrateur pour cette nouvelle technologie et sera étudié sur plusieurs années (projet de 3 ans).