Dissertations / Theses: 'Matériaux en bois/bambou'

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He, Qian. "Étude sur le mécanisme d'activation du bois/bambou/adhésif et amélioration du collage induit par le champ électrique à haute tension." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0147.

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Abstract:

Dans cette étude, les équipements avancés ont été sélectionnés afin d’étudier les effets de l’HVEF sur les propriétés physicochimiques du bois et du bambou, les effets du HVEF sur la structure chimique et les propriétés rhéologiques des adhésifs sous une série de paramètres HVEF. L’effet d’agrégation de l’adhésif à l’interface de liaison induite par HVEF a également été révélé et le modèle de prédiction micro-mécanique est établi. Les principales conclusions de cette étude sont les suivantes : 1. Après le traitement HVEF, l’activité de surface du bois et du bambou a augmenté de manière significative. De plus, avec l’augmentation de la tension/temps, les radicaux libres de surface, le rapport O/C et le nombre de groupes oxygène augmentaient de manière significative tandis que l’angle de contact diminuait. 2. Avec l’augmentation de la tension / temps, des réactions intermoléculaires significativement améliorées de la résine d’urée formaldéhyde et de la résine de phénol formaldéhyde ont été obtenues. Après un traitement de 60 kV/8 minutes, un incrément significatif des pics caractéristiques des groupes Cu2012O a été obtenu. Sous le traitement de HVEF, la dépendance de température/fréquence des comportements rhéologiques des deux résines a changé de manière significative. Par conséquent, le degré de polymérisation intermoléculaire du phénol formaldéhyde et de la résine d’urée formaldéhyde peut être considérablement amélioré et la viscoélasticité de la résine peut être améliorée sous traitement HVEF. 3. Après le traitement de HVEF, la distribution de l’adhésif à l’interphase de liaison était continue et uniforme. La profondeur de pénétration a été considérablement réduite. La densité et la force de liaison à l’interphase de liaison ont été sensiblement augmentées, et le taux de délamination a été réduit. Après traitement, la densité maximale à interphase est 1081 kg/m3, qui était 32% plus haut que le contrôle. La force de collage est passée de 0,66 MPa à 1,25 MPa et le taux de bris du bois a augmenté à 85 %, et le taux de délamination a diminué à 5,97 %. Pour le matériau en bambou, la résistance de liaison a été significativement améliorée après le traitement HVEF. La force de liaison de la peau de bambou et de la peau de bambou était de 9,51MPa, et le rapport de défaillance de bambou était de 60%. Dans la combinaison de la moelle de bambou et de la moelle de bambou, le taux de défaillance maximal de bambou était de 85%, qui a été augmenté de 70%. Par conséquent, dans le cadre du traitement HVEF, la distribution continue et uniforme des adhésifs interphasés de liaison peut être obtenue, ce qui peut améliorer considérablement les performances de collage du composite de bambou de bois et est propice à l’utilisation efficace du composite de bambou de bois.4. Selon le profil de densité verticale à l’interface de liaison, le modèle de rigidité stratifiée et de distribution des contraintes de l’interface de liaison a été établi. Les résultats ont montré que l’erreur relative était inférieure à ±15 %. Sur la base du modèle de distribution, les propriétés mécaniques macroscopiques du composite sont prédites avec la combinaison de la mécanique composite et de la théorie des plaques stratifiées, y compris le module élastique, la résistance à la flexion, le module de cisaillement et la résistance au cisaillement. Les résultats ont montré que l’erreur de prédiction des propriétés mécaniques est inférieure à 30%. Avec le modèle de distribution de rigidité et de résistance, l’effet du traitement HVEF peut être caractérisé quantitativement et les propriétés mécaniques des composites traités HVEF peuvent être prédites. En conséquence, le mécanisme de renforcement de la liaison interphase peut être révélé avec le modèle de distribution de la rigidité et de la résistance
In this study, the advanced equipments were selected in order to investigate the effects of HVEF on the physicochemical properties of wood and bamboo, the effects of HVEF on the chemical structure and rheological properties of adhesives under a series of HVEF parameters. The aggregation effect of adhesive at bonding interface induced by HVEF has also been revealed and the micro-mechanical prediction model is established.The main conclusions of this study are as follows:1.After HVEF treatment, the surface activity of wood and bamboo increased significantly. Moreover, with the increase of voltage/time, the surface free radicals, O/C ratio and the number of oxygen groups increased significantly while the contact angle decreased. Under the condition of 60kV, the surface activity highly increased. The increment of free radicals was 26%, the decrease of initial contact angle was 22%, the decrease of equilibrium contact angle was 23%, the increment of free energy component was 43% ~ 75%, the increment of O/C ratio was 34%, the increment of oxygen-containing groups were 39% (C‒OH), 149% (C‒O or C=O) and 97% (O‒C=O), respectively. Therefore, under HVEF treatment, the physical and chemical properties of wood and bamboo can be significantly improved, which is conducive to improving the interphase properties of composite materials.2.With the increase of voltage/time, significantly improved inter-molecular reactions of urea formaldehyde resin and phenol formaldehyde resin were obtained. After 60kV/8 min treatment, significant increment of the characteristic peaks of C‒O groups were obtained. Under HVEF treatment, the temperature/frequency dependence of the rheological behaviors of the two resins changed significantly. Therefore, the degree of inter-molecular polymerization of phenol formaldehyde and urea formaldehyde resin can be significantly improved and the viscoelasticity of the resin can be improved under HVEF treatment.3.After HVEF treatment, the distribution of adhesive at the bonding interphase was continuous and uniform. The penetration depth was significantly reduced. The density and bonding strength at the bonding interphase were significantly increased, and the delamination rate was reduced. After treatment, the maximal density at interphase is 1081 kg/m3, which was 32% higher than the control. The bonding strength increased from 0.66MPa to 1.25MPa and the wood breaking rate increased to 85%, and the delamination rate decreased to 5.97%. For bamboo material, the bonding strength was significantly improved after HVEF treatment. The bonding strength of bamboo skin and bamboo skin was 9.51MPa, and the bamboo failure ratio was 60%. In the combination of bamboo pith and bamboo pith, the maximum bamboo failure ratio was 85%, which was increased by 70%. Therefore, under HVEF treatment, the continuous and uniform distribution of bonding interphase adhesives can be obtained, which can significantly improve the bonding performance of wood bamboo composite, and is conducive to the efficient utilization of wood bamboo composite.4. According to the vertical density profile at the bonding interface, the laminated stiffness and stress distribution model of the bonding interface has been established. The results showed that the relative error was less than ±15%. Based on the distribution model, the macroscopic mechanical properties of composite are predicted with the combination of composite mechanics and laminated plate theory, including elastic modulus, bending strength, shear modulus and shear strength. The results showed that the prediction error of mechanical properties is less than 30%. With the stiffness and strength distribution model, the effect of HVEF treatment can be quantitatively characterized and the mechanical properties of HVEF treated composites can be predicted. As a result, strengthening mechanism of bonding interphase can be revealed with the the stiffness and strength distribution model

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Do, Quang minh. "Etude des matériaux composites de matrices polymères issues de ressources renouvelable et fibres de bambou." Thesis, Reims, 2016. http://www.theses.fr/2016REIMS015/document.

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Abstract:

Dans cette étude, les matériaux composites poly 3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate (P34HB) / fibres de bambou et polybutylène succinate (PBS) / fibres de bambou ont été préparés en utilisant le mélangeur interne et le moulage par compression. Les propriétés thermo-mécaniques de P34HB et de PBS ont été caractérisées. Les fibres de bambou ont été modifiées par des traitements chimiques. Les propriétés mécaniques telles que la résistance à la traction, la résistance à la flexion, le module d’élasticité et les propriétés thermiques ont été étudiées. Pour les deux types de composites (P34HB et PBS), le module est significativement amélioré, cependant, la résistance du composite est légèrement diminuée. L'allongement à la rupture est plus faible que celui des polymères purs, ce qui indiquerait une bonne adhérence entre la matrice et les fibres. L'étude révèle que l'adhésion est améliorée avec les fibres modifiées avec le silane et l'acide acétique, ce qui entraîne une augmentation des propriétés mécaniques du matériau, par rapport à celles des composites renforcés avec des fibres non traitées. En outre, le taux de 20% de fibres est considéré comme la bonne composition de fibres pour garantir de bonnes propriétés thermo-mécaniques et une absorption d'eau faible.En étudiant ces matériaux composites, nous visons à produire des matériaux respectueux de l'environnement. De plus, l’abondance des fibres de bambou permettra de réduire le coût de la matière première. Ce travail porte principalement sur la modification des fibres de bambou afin d'améliorer les propriétés globales des composites et sur la comparaison de ces propriétés par rapport à celles des fibres non traitées. Pour atteindre une meilleure adhérence matrice-fibre, un agent de couplage et/ou compatibilisant peuvent être étudiés et utilisés dans une future étude
In this study, poly 3,4 hydroxy butyrate (P34HB)/bamboo fibers and polybutylene succinate (PBS)/bamboo fibers composites were prepared by internal mixer and compression molding. P34HB and PBS were characterized with mechanical and thermal methods while bamboo fibers were modified with chemical treatments. Mechanical properties such as tensile strength, flexural strength, modulus and thermal properties were investigated. For both 2 kinds of composites (from P34HB and PBS), it was found that the modulus was significantly improved, however, the strength of the composite was slightly decreased and the elongation at break was a lower than the neat polymer suggesting that the adhesion between matrix and reinforcement should be improved more. The study reveals that modifying the fibers with both silane and acetic acid would improve the adhesion, resulting to the better mechanical properties of the material, compared with composites reinforced with untreated fiber or fiber treated with other methods. Also, 20 % of fiber content is regarded as the good composition of fiber to guarantee the good mechanical, water absorption and thermal properties.By taking advantage of P34HB, PBS and bamboo fibers, we aim to produce the material which is environmental friendly. Moreover, the abundant bamboo fibers can be used and these bamboo fibers will reduce the cost of the material. Within this work, we focus on the modification of bamboo fibers to reach our goal of improving the overall properties of the composites, compared with composites reinforced with untreated fibers. To achieve the better adhesion between fibers and matrix, coupling agent and compatibilizer may be used and studied in our future study

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Kirsch, Franck. "Fatigue-fluage du bois." Metz, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1998/Kirsch.Franck.SMZ9835.pdf.

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Abstract:

L'ensemble de ce travail a pour objectif de déterminer le comportement mécanique du matériau bois lorsque celui-ci est soumis à des efforts de fatigue-fluage. On va donc s'intéresser à l'évolution de la déformation d'une éprouvette au cours de plusieurs cycles de charge et de décharge. On peut aussi se demander comment s'endommage le matériau en fatigue-fluage. On va pour cela essayer de comparer le comportement du matériau en fatigue-fluage par rapport à son comportement en fatigue pure et en fluage pur. On peut aussi s'interroger s'il y a un effet mémoire du chargement et si tel est le cas ou se loge cet effet mémoire. Toutes les constructions, notamment dans le bâtiment, sont soumises à des efforts de fluage et parfois ceux-ci sont combinés à des efforts de fatigue. Indépendamment, ces deux types d'efforts ont été étudiés sous de nombreux aspects mais il existe peu de références lorsque l'on approche ce problème de manière simultanée. L'on souhaite vérifier si la responsabilité de la rupture est due au fluage, à la fatigue ou alors si elle est due à une combinaison des deux phénomènes. Pour ce faire, on détermine un modèle d'endommagement à partir d'essais de flexion quatre points en fluage, fatigue et fatigue-fluage.

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Ismail, Rached. "Bois et contact alimentaire : de la méthodologie d’extraction des microorganismes à partir du bois à l’évaluation du transfert microbiologique aux aliments cibles." Nantes, 2015. http://www.theses.fr/2015NANT065F.

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Abstract:

En France, le matériau Bois est autorisé au contact alimentaire par l’arrêté de 1945, renforcé par la fiche Bois n°2012-93 de la DGCCRF (Direction Générale de la Consommation, de la Concurrence et de la Répression des fraudes), fixant la liste positive d’essences de bois autorisées au contact alimentaire. Bien que des études antérieures aient démontré la qualité hygiénique des planches à découper en bois et la qualité bactériostatique des planches d’affinage en bois, des travaux restent nécessaires pour la caractérisation microbiologique des surfaces bois. Dans cette optique, trois méthodes d’extraction de microorganismes ont été comparées et validées pour trois essences de bois (sec ou humide) utilisées dans la filière française de l’emballage bois
In France, the wood material is authorized for food contact by the decree of 1945, reinforced by the information note DGCCRF N°. 2012-93 “Wood material” (Directorate General for Consumer Affairs, Competition and Fraud Control), setting the positive list of wood species permitted for food contact. Although previous studies have shown the hygienic quality of wooden cutting boards and bacteriostatic quality of ripening shelves, work is still needed to microbiological characterization of the wooden surface. In this context, three recovering methods of microorganisms were compared and validated for three types of wood (dry or wet) used by the French sector of wood packaging suppliers. Three microbiological hazards for sectors which use wooden packaging were tested

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Sahmim, Wissem. "Modification chimique des extractibles de bois : application à la protection du bois et des matériaux métalliques." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0300/document.

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Abstract:

Dans ce cadre de cette thèse, nous nous intéressons à la conception, à la synthèse et à la caractérisation des propriétés physicochimiques de dérivés lipophiles d’extractibles du bois. Nous avons ainsi envisagé de modifier la structure de trois flavonoïdes dont la ressource est importante à partir de différentes essences de bois : la catéchine, le mesquitol et la naringénine pour incorporer des fonctionnalités supplémentaires. Les applications visées ici concernent principalement la protection des matériaux, en l’occurrence le bois et les métaux corrodables. En ce qui concerne la préservation du bois, il semble possible d’envisager différentes stratégies pour inhiber l’action de dégradation des champignons sur le bois. L’imprégnation des composés antioxydant tels que les polyphénols dans le bois, seuls ou en association avec un biocide pour agir en synergie, permet de limiter les effets des radicaux ou autres oxydants utilisés et générés par les pourritures, L’objectif de la modification structurale est ici d’augmenter leur hydrophobie pour limiter leur lessivage en cas d’utilisation du matériau en conditions extérieures. La deuxième application visée est la protection des matériaux métalliques. En effet, l’utilisation des produits antioxydants naturels comme inhibiteur de corrosion permet de substituer les inhibiteurs inorganiques ou les molécules organiques d’origine pétrochimique (polyamines, Imidazole…), car leur production est coûteuse et elles sont issues de ressources non renouvelables. Le greffage d’une chaîne hydrocarbonée hydrophobe sur des polyphénols ayant des propriétés antioxydantes permet d’obtenir un film protecteur sur le matériau
Within the framework of this thesis, we are interested in the design, synthesis and characterization of the physicochemical properties of lipophilic derivatives of wood extractives. We have thus considered modifying the structure of three flavonoids whose resource is important from different wood species: catechin, mesquitol and naringenin to incorporate additional functionalities. The applications reported here mainly deal with the protection of materials like wood and corrodible metals. With respect to wood preservation, it seems possible to consider different strategies to inhibit the wood degradation related to fungi on wood. Impregnation of antioxidant compounds such as lipophilic polyphenols on wood can limit the effects of radicals or other oxidants used and generated by rots. The second intended application is the protection of metallic materials. Indeed, the use of natural antioxidants as a corrosion inhibitor replace inorganic inhibitors or organic molecules (polyamines, imidazole...), because their production is expensive and toxic. The grafting of a hydrophobic hydrocarbon chain on polyphenols which have antioxidant properties allows the formation of protective films on the material

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Sahmim, Wissem. "Modification chimique des extractibles de bois : application à la protection du bois et des matériaux métalliques." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0300.

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Dans ce cadre de cette thèse, nous nous intéressons à la conception, à la synthèse et à la caractérisation des propriétés physicochimiques de dérivés lipophiles d’extractibles du bois. Nous avons ainsi envisagé de modifier la structure de trois flavonoïdes dont la ressource est importante à partir de différentes essences de bois : la catéchine, le mesquitol et la naringénine pour incorporer des fonctionnalités supplémentaires. Les applications visées ici concernent principalement la protection des matériaux, en l’occurrence le bois et les métaux corrodables. En ce qui concerne la préservation du bois, il semble possible d’envisager différentes stratégies pour inhiber l’action de dégradation des champignons sur le bois. L’imprégnation des composés antioxydant tels que les polyphénols dans le bois, seuls ou en association avec un biocide pour agir en synergie, permet de limiter les effets des radicaux ou autres oxydants utilisés et générés par les pourritures, L’objectif de la modification structurale est ici d’augmenter leur hydrophobie pour limiter leur lessivage en cas d’utilisation du matériau en conditions extérieures. La deuxième application visée est la protection des matériaux métalliques. En effet, l’utilisation des produits antioxydants naturels comme inhibiteur de corrosion permet de substituer les inhibiteurs inorganiques ou les molécules organiques d’origine pétrochimique (polyamines, Imidazole…), car leur production est coûteuse et elles sont issues de ressources non renouvelables. Le greffage d’une chaîne hydrocarbonée hydrophobe sur des polyphénols ayant des propriétés antioxydantes permet d’obtenir un film protecteur sur le matériau
Within the framework of this thesis, we are interested in the design, synthesis and characterization of the physicochemical properties of lipophilic derivatives of wood extractives. We have thus considered modifying the structure of three flavonoids whose resource is important from different wood species: catechin, mesquitol and naringenin to incorporate additional functionalities. The applications reported here mainly deal with the protection of materials like wood and corrodible metals. With respect to wood preservation, it seems possible to consider different strategies to inhibit the wood degradation related to fungi on wood. Impregnation of antioxidant compounds such as lipophilic polyphenols on wood can limit the effects of radicals or other oxidants used and generated by rots. The second intended application is the protection of metallic materials. Indeed, the use of natural antioxidants as a corrosion inhibitor replace inorganic inhibitors or organic molecules (polyamines, imidazole...), because their production is expensive and toxic. The grafting of a hydrophobic hydrocarbon chain on polyphenols which have antioxidant properties allows the formation of protective films on the material

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Coureau, Jean-Luc. "Renforcement local d'éléments de structures bois par des matériaux composites." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12508.

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Abstract:

Afin d'augmenter les transferts des sollicitations dans les directions perpendiculaires au fil du bois, le présent travail s'attache à étudier le renforcement local d'éléments de structures en bois par des matériaux composites. A partir d'un état de l'art des recherches effectuées durant cette dernière décennie, on cherche à définir les matériaux et les modes d'implantation susceptibles de fournir des solutions efficaces. Cette étude s'oriente donc vers le renforcement local de poutres entaillées par de la fibre de verre pultrudée collée avec de l'époxy. Les investigations expérimentales menées montrent que l'augmentation relative de la résistance par rapport aux poutres sans renfort peut avoisiner les 200%, comme il a été montré dans la bibliographie. Les recherches s'emploient à décrire qualitativement et quantitativement le mécanisme de ruine des poutres renforcées. II en ressort que la résistance des éléments renforcés peut être évaluée par la superposition de la résistance à la fissuration des éléments sans renfort et d'une résistance due essentiellement au collage de la fibre de verre sur le bois. Une étude théorique est alors envisagée de manière à fournir une approche prédictive simple de la résistance de telles solutions. L'analyse en élasticité des contraintes en fond d'entaille démontre la validité de la détermination de la résistance par la méthode de superposition : l'effet du renfort est effectif après l'apparition d'une fissure dans le bois, et le renfort en fibre de verre pultrudée vient empêcher la propagation soudaine de la fissure. L'approche prédictive est alors divisée en deux étapes distinctes: L'estimation de la résistance à la fissuration des éléments sans renfort est réalisée par les formulations issues de l'EUROCODE 5 ou par des simulations numériques faisant intervenir les concepts de la méthode la fissure fictive, La résistance additionnelle apportée par le renfort est évaluée à partir de la détermination de la force reprise par le collage et la fibre de verre quand la poutre se fissure et à partir d'essais de caractérisation de la résistance au cisaillement de l'interface Bois/Composite. [Etc. . . ]

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Do, Thi Vi Vi. "Matériaux composites à fibres naturelles / polymère biodégradables ou non." Thesis, Grenoble, 2011. http://www.theses.fr/2011GRENA012/document.

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Abstract:

Les fibres naturelles ont récemment attiré l'attention des scientifiques en raison de leurs propriétés : faible coût, faible densité, renouvelables, biodégradables et non abrasives. Dans cette étude, trois types de fibres de bambou sont étudiées. La modification chimique des fibres par la soude est utilisée pour enlever l'hémicellulose et la lignine. Puis, la surface de la fibre est modifiée par acétylation ou silane avant élaboration de composites PP. Les propriétés mécaniques des composites augmentent avec le diamètre des fibres et avec l'utilisation d'un agent d'ensimage. Des mélanges amidon/PVA/plastifiant/agent de couplage sont également étudiés. Les composites préparés par réticulation avec l'acide citrique ont d'excellentes propriétés mécaniques. La résistance à la traction et la déformation à rupture de ces composite augmentent avec la teneur en PVA. La présence d'argile et de fibres ont toutes deux un effet considérable sur les propriétés mécaniques des composites
Natural fibers have recently attracted the attention of scientists because of their properties of low-cost, low density, renewable, biodegradable and nonabrasive. In this study, three types of bamboo fibers are prepared. Chemical modification of fibers by alkali is used to remove hemicellulose and lignin. Then, fiber surface is modified by acetylation and silane before processing composite materials with polypropylene. As expected, the mechanical properties of the composites increase with the average fibre diameter. Tensile strength and Young's modulus increase when using a coupling agent. Starch/PVA blends are also prepared with glycerol and water as plasticizer. The composite prepared by citric acid crosslinking has excellent mechanical properties. Tensile strength and elongation at break of starch/ PVA composite increase with the content of PVA. The presence of clay and fiber are both found to have considerable effect on the mechanical properties of the composites

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Li, Hang. "Utilisation de matériaux bois intelligents pour la gestion durable des infrastructures." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30288/document.

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Abstract:

Depuis quinze ans, on recommence à construire en bois, et notamment en bois lamellé-collé (LC), pour répondre aux nouveaux challenges imposés par les problématiques de développement durable. Néanmoins, des problèmes de dégradations liés à l'humidité ou aux cycles d'humidification/séchage limitent le développement des ouvrages en bois. De ce fait, le suivi de l'humidité des ouvrages d'art en bois devient un enjeu crucial. Aujourd'hui, certaines solutions existent mais ne permettent pas un suivi local au niveau des lamelles du bois LC. Une telle solution permettrait d'améliorer la prédiction de la durée de vie des ouvrages. Suite à ce constat, nous avons proposé de transformer le bois LC en " structure intelligente " par intégration d'un système du suivi de l'humidité au niveau des lamelles, et ce, en tenant compte des principales contraintes de fabrication de ce matériau (faible épaisseur du joint collé, pression de collage importante, etc.). Pour ce faire, nous avons effectué une recherche bibliographique afin de sélectionner les méthodes de suivi pouvant répondre à ces contraintes. A l'issue de cette recherche, deux technologies se sont révélées intéressantes : les mesures électriques et les mesures ultrasonores. Plusieurs configurations de mesures ont été proposées et testées pendant ce travail de thèse. Par la suite, nous avons effectué des essais préliminaires pour s'assurer du bon fonctionnement de ces configurations de mesures, et ainsi vérifier le comportement des capteurs lors de la fabrication du bois LC. Puis, nous avons humidifié les échantillons en utilisant deux protocoles d'humidification différents afin de vérifier la faisabilité du suivi de l'humidité avec les capteurs intégrés. Les résultats montrent que l'ensemble des configurations de mesures sont opérationnelles pour suivre la variation de l'humidité dans les échantillons LC. De plus, pour les mesures électriques, nos résultats montrent que l'on peut adopter quasiment les mêmes modèles d'étalonnage pour le suivi de l'humidité par mesures résistives, quel que soit le type de capteurs utilisé. Qui plus est, il est possible de récupérer des informations complémentaires par la réalisation simultanée des mesures résistives et des mesures capacitives en utilisant les électrodes surfaciques. Concernant les mesures ultrasonores, nous avons obtenu les courbes de sensibilité en fréquence pour plusieurs familles de capteurs à film piézoélectrique. L'influence de la pression de collage et de la distance entre les capteurs sur les mesures électriques/ultrasonores a aussi été investiguée dans ces travaux. De futures études consisteront à utiliser ces configurations de mesures pour le suivi in situ dans les ouvrages, ainsi qu'à établir un lien entre la durabilité des structures LC et les cycles d'humidification/séchage afin de prédire la durée de vie résiduelle des ouvrages d'art en bois
For fifteen years, we restart to construct with wood, and particularly with glulam to respond to the new challenges imposed by the issues of sustainable development. However, degradation issues related to moisture content (MC) or wetting/drying cycles limit the development of timber structures. As a result, the MC monitoring in timber structures becomes a critical issue. Today, several solutions exist but they do not allow a local monitoring in the lamellas of glulam. Such a solution would improve the prediction of the service life of timber structures. In the light of this observation, we proposed to transform glulam into "smart material" by embedding a MC monitoring system in the lamellas, and this, considering the major constraints of fabrication of this material (small glue line thickness, important bonding pressure, etc.). To achieve this, we have conducted a bibliographic research, in order to select the monitoring methods which can satisfy these constraints. According to this research, two technologies turn out to be interesting: the electrical measurements and the ultrasonic measurements. Several measurement configurations were proposed and tested in this PhD work. Thereafter, we conducted preliminary tests to make sure of the good functionality of these measurement configurations, and also to verify the behavior of sensors throughout the glulam fabrication process. Afterwards, we moistened the specimens with two different moistening protocols in order to verify the feasibility of MC monitoring with embedded sensors. Results showed that all the measurement configurations are operational for the MC monitoring in glulam specimens. Moreover, for electrical measurements, our results show that we can adopt almost the same calibration models for the MC monitoring by resistive measurements, no matter the type of sensors used. Furthermore, it is possible to obtain complementary information by the realization of the resistive and capacitive measurements at the same time, using surface electrodes. Regarding the ultrasonic measurements, we have obtained the sensibility curves in frequency of several families of piezoelectric film sensors. On the other hand, the influence of bonding pressure and of sensor distance on the electrical/ultrasonic measurements was also investigated in this study. Future studies will consist in using these measurement configurations to perform in situ monitoring in timber structures, and also to establish a link between the durability of glulam structures and the wetting/drying cycles in order to predict the service life of timber structures

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Mathis, Damien. "Développement de nouveaux matériaux de haute inertie thermique à base de bois et matériaux à changement de phase biosourcés." Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/33718.

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Abstract:

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019.
Les Matériaux à Changement de Phase (MCP), par stockage de chaleur latente, peuvent améliorer l’efficacité énergétique des bâtiments. En saison froide, ils peuvent emmagasiner de la chaleur durant le jour pour qu’elle soit relâchée durant la nuit, réduisant le besoin en chauffage. En saison chaude, ils peuvent permettre, moyennant une ventilation nocturne adaptée, de réduire la surchauffe des bâtiments. Afin d’optimiser le bénéfice énergétique, l’intégration de MCP doit être minutieusement réfléchie. Ce travail de thèse présente trois grands axes dédiés à l’étude de matériaux hybrides bois/MCP. Le premier axe traite de la mise en forme et de la caractérisation de panneaux décoratifs intérieurs de haute inertie thermique. Le second axe a pour objectif d’évaluer la performance de ces panneaux à l’aide de deux maisonnettes expérimentales instrumentées et placées sur le campus de l’Université LAVAL. Le troisième axe étudie l’imprégnation de la couche de surface d’une Lame de Plancher d’Ingénierie (LPI) avec des microcapsules de MCP. Dans le premier axe, des panneaux intérieurs décoratifs ont été mis en oeuvre. Ils sont constitués de MDF (Medium Density Fiberboard), HDF (High Density Fiberboard) et de différents MCP biosourcés. Les MCP ont été macroencapsulés dans des sachets de polyéthylène avant d’être placés dans les panneaux. Leur stockage de chaleur latente a été mesuré avec un débitmètre thermique selon la méthode Dynamic Heat Flux Meter Apparatus (DHFMA). Les panneaux stockent une chaleur latente maximale de 57.1 J/g, ce qui est comparable à des solutions existantes de panneaux embarquant des MCP. Leur comportement thermique a été comparé au comportement des MCP purs testés par DSC (Differential Scanning Calorimetry) et des différences significatives ont été observées. Le comportement hygromécanique des panneaux a été évalué et s’est révélé être une question d’importance en vue d’une d’industrialisation. Dans le deuxième axe, deux maisonnettes expérimentales en ossature légère de bois ont été conçues puis placées sur le campus de l’Université LAVAL. Une maisonnette a été équipée de panneaux en bois standards tandis que l’autre contenait les panneaux bois/MCP. Grâce à l’instrumentation embarquée, la performance insitu des panneaux formulés dans le premier axe a pu être étudiée. Les résultats montrent, en saison de chauffe, une réduction de la consommation en chauffage pour la maisonnette équipée de MCP. Cette réduction atteint un maximum de 41 % pour le mois de mai. Pour le confort d’été, les panneaux permettent généralement d’améliorer le confort thermique, en réduisant la surchauffe. Leur efficacité a cependant été révélée limitée par la solidification limitée du MCP pendant la nuit. Malgré une ventilation importante, lors des nuits les plus chaudes, le matériau n’était pas en mesure de se solidifier. Dans le troisième axe, des couches de surface de Lames de Planchers d’Ingénierie (LPI) ont été imprégnés avec des microcapsules de MCP biosourcés. De l’eau distillée a été utilisée comme solvant. Deux essences de bois ont été choisies : le chêne rouge et l’érable à sucre. Le gain de masse thermique s’est révélé significatif pour le chêne rouge mais négligeable pour l’érable à sucre. Pour le chêne rouge, un bénéfice de masse thermique de 77% a été mesuré. Les microcapsules ont été observées dans le bois par microscopie réflective. Elles se sont révélées être principalement présentes, formant des amas, dans les larges vaisseaux du bois initial pour le chêne rouge. Des microcapsules étaient également présentes dans les vaisseaux de l’érable à sucre, en plus petite quantité. Des tests d’adhésion ont été menés sur des lames de planchers vernis et ces tests n’ont révélé aucune influence significative de l’imprégnation sur la tenue d’un vernis.
Phase Change Materials (PCMs) are able to store a high amount of latent heat, which can improve buildings energy efficiency. During the heating season, solar energy can be stored during the day to be released at night, reducing the heating needs. During summer, daily maximum peak temperature can be reduced. In order to maximize the energy benefits, PCMs have to be implemented carefully. This thesis presents three major axes of research about wood/PCMs hybrid materials. The first axis is about manufacturing and characterizing woodbased decorative panels of high thermal mass. The second axis aims to evaluate the performance of such panels with two instrumented wood-frame test huts placed on LAVAL University Campus. The third axis is about impregnating the lamella of Engineering Wood Flooring (EWF) with PCM microcapsules. For the first axis, interior wood-based decorative panels containing PCMs were manufactured. Medium Density Fiberboard (MDF), was used as the main component and High Density Fiberboard (HDF) was used for the inner side of the panel. Several bio-based PCMs were chosen to load the panels. A macroencapsulation of the PCMs was achieved using polyethylene bags. The latent heat storage of the panels was assessed with a thermal flow meter using a Dynamic Heat Flux Meter Apparatus (DHFMA) method. A maximum latent heat storage of 57.1 J/g has been measured, which is comparable to existing panels containing PCMs. Thermal behavior of pure PCMs has been assessed by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and then compared to the panels behavior. Significant differences have been revealed. Hygromechanical behavior of the panels has been evaluated, compared to a reference, and has been revealed of importance in case of industrialization. For the second axis, two experimental timber-frame test-huts have been implemented and were placed on the LAVAL University campus. One hut was equipped with standard wood panels whereas the other one was equipped with wood-based panels containing PCMs such as manufactured in the first axis. The in-situ performance of the panels was assessed over several seasons. In winter, the panels induced a reduction of the heating consumption. This reduction reached a maximum of 41% in May. During summer, the panels are generally able to reduce the daily peak temperature. However, their performance was found limited by the solidification of the PCM, which was hard to achieve during hottest nights. For the third axis, lamellas of Engineered Wood Flooring (EWF) have been impregnated with bio-based PCM microcapsules, using water as a solvent. Two wood species were chosen: red oak and sugar. A significant thermal mass enhancement of 77% was measured for the red oak. Impregnation of sugar maple was found harder to achieve and thus its thermal mass enhancement was lower. Reflective microscopy allowed to observe the microcapsules filling red oak initial wood big vessels, forming aggregates. Some microcapsules were also observed in the sugar maple vessels but in lower quantity. Red oak was varnished with a 100 % UV solid wood coating and submitted to pull-off adhesion tests. These tests did not reveal any significant effect of an impregnation on the varnish adherence.

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Lacroix, Simon. "Étude du renforcement de poutres en bois scié avec des matériaux composites." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 2000. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk1/tape4/PQDD_0030/MQ67293.pdf.

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Augeard, Eric. "Expérimentation et modélisation du comportement mécanique de structures multi-matériaux bois-béton." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1167/document.

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Abstract:

L'objet de ce travail de recherche est d'étudier le comportement mécanique de structures multi-matériaux d'un point de vue empirique et théorique. Ces structures mixtes s'articulent autour de plusieurs matériaux : le bois, le béton, les résines et les armatures. Le but est de tirer avantage de chaque matériau pour améliorer le comportement général de la structure tant au niveau de la résistance ultime que de la rigidité. De nouvelles méthodes de liaison sont également étudiées pour proposer de nouvelles solutions constructives innovantes dans le domaine du Génie Civil. La première partie de ce travail est consacrée à l'étude des liaisons bois-béton. Ainsi une analyse expérimentale est menée à l'aide d'essais push out pour déterminer les meilleures configurations permettant la connexion des matériaux bois et béton. Ces essais push out ont permis de caractériser les joints collées bois-béton sous différentes configurations et ont également permis de retenir deux systèmes constructifs : une par voie sèche et une par voie humide. La seconde étape consiste à tester ces méthodes de fabrication à grande échelle. Une campagne expérimentale sur des poutres de 8 m de long et des planchers de 8,15 m a donc débuté. Des essais de flexion 4 points en chargement quasi statique ont permis de caractériser le comportement mécanique de onze configurations de poutres. Les résultats confirment l'intérêt des sections hybrides dans la construction : gain de capacité portante et gain de rigidité. Le collage et le nouveau système de liaison sont donc des systèmes performants qui évitent tout glissement entre les matériaux. Les tests sur plancher montrent que comparer aux charges classiques en bâtiment, les panneaux ont une marge de sécurité vis-à-vis de l'état limite de service et de l'état limite ultime. La dernière étape se concentre sur l'étude d'un chargement cyclique des panneaux hybrides. Un essai de flexion 4 points est utilisé pour solliciter pendant un million de cycles les planchers entre 4 et 20 kN. Ces charges correspondent respectivement à un plancher déchargé avec le poids mort du carrelage, cloisons et faux-plafond et un plancher chargé avec des charges d'exploitation de bureaux. Après les essais cycliques, un test de résistance résiduelle est également effectué. En parallèle, une étude analytique pour modéliser le comportement mécanique instantané des structures hybrides est effectuée. Ce modèle analytique se base sur un calcul itératif en étudiant les déformations de la section et en équilibrant les forces internes. Le comportement mécanique de chaque matériau est pris en compte et notamment leur non-linéarité. Ce modèle développé en chargement statique a également été adapté pour prendre en considération le fluage des matériaux et ainsi obtenir le comportement différé des structures bois-béton
The objective of this project is to develop composite structures. These kinds of structures are made with wood, concrete, adhesive and rebar. The purpose is to take advantages of each material in order to improve the mechanical behavior of the hybrid structure. New bonding systems are proposed and studied to offer innovating solutions in Civil Engineering.The first part is dedicated to the study of the liaison between wood and concrete by gluing. An experimental analysis is done with push out tests in order to determine the best configurations to connect wood and concrete. Two constructive methods have been retained: a dry way and a humid way.The second step consists to test these methods of fabrication in real condition. An experimental campaign on beams and panels is launched with 4 points bending tests and under static loading to characterize the mechanical behavior of eleven beams. The interest of such hybrid sections is confirmed: gain of the bearing capacity and rigidity. The gluing and the new system of bonding are both performing and avoid slip between materials. Tests on panels show a security margin compared to classic loads in construction, for both limit states.The last stage of the thesis focuses on the study of cyclic loading of hybrid panels where 4 points bending test is used to load panels for one million cycles between 4 and 20 kN. These loads correspond respectively to the dead load on the unloaded panels and the panels loaded with regulatory live loads. After cyclic tests are performed, a bending test to the rupture is conducted.In parallel, an analytical study to model the instantaneous mechanical behavior of composite structure is proposed. This model is based on an iterative calculation by studying the deformation of the section and by equilibrating internal forces. The mechanical behavior of each material is takes into account with their non-linearity. This modelling is developed for static loads and was adapted to take in consideration creep of materials and thus obtain the differential behavior of wood-concrete structures

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Lacroix, Simon. "Étude du renforcement de poutres en bois scie avec des matériaux composites." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2000. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1105.

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Abstract:

Un programme de recherche expérimental a été réalisé dans le but d'étudier le renforcement du bois scié avec des matériaux composites. Étant donné la grande variabilité des propriétés mécaniques du bois, une méthode particulière fut utilisée pour estimer la résistance initiale des poutres renforcées afin de pouvoir quantifier le gain de résistance obtenu par l'ajout du composite. Dans un premier temps, des essais de traction sur des coupons de matériaux composites ont été effectués afin de vérifier les valeurs de propriétés mécaniques fournies par le fabricant. Ensuite, des essais de flexion ont été réalisés sur des poutres de bois scié de section 38 x 89 mm renforcées avec des fibres de verre ou des fibres de carbone selon quatre configurations différentes. Pour chaque poutre renforcée, une poutre témoin non renforcée fut également testée. Les résultats démontrent que l'application des matériaux composites procure une augmentation de la résistance en flexion du bois de sciage. L'ajout des matériaux composites limite l'ouverture des fissures dans la zone de bois tendu et permet au bois d'atteindre des contraintes en flexion parfois beaucoup plus élevées par rapport aux spécimens non renforcés. Dans un groupe de poutres donné, les poutres dont la résistance initiale est moins élevée bénéficient davantage du renforcement que celles dont la résistance initiale est élevée. L'évaluation des gains de résistance pouvant être obtenus par le renforcement avec des méthodes simples de résistance des matériaux ne correspond pas avec les résultats des essais. Une modélisation du comportement observé en laboratoire a été réalisée en tenant compte des défauts majeurs dans la zone de bois tendu et considérant la ductilité des fibres de bois en compression.

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Do, thi Vi vi. "Matériaux composites à fibres naturelles / polymère biodégradables ou non." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00652477.

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Abstract:

Les fibres naturelles ont récemment attiré l'attention des scientifiques en raison de leurs propriétés : faible coût, faible densité, renouvelables, biodégradables et non abrasives. Dans cette étude, trois types de fibres de bambou sont étudiées. La modification chimique des fibres par la soude est utilisée pour enlever l'hémicellulose et la lignine. Puis, la surface de la fibre est modifiée par acétylation ou silane avant élaboration de composites PP. Les propriétés mécaniques des composites augmentent avec le diamètre des fibres et avec l'utilisation d'un agent d'ensimage. Des mélanges amidon/PVA/plastifiant/agent de couplage sont également étudiés. Les composites préparés par réticulation avec l'acide citrique ont d'excellentes propriétés mécaniques. La résistance à la traction et la déformation à rupture de ces composite augmentent avec la teneur en PVA. La présence d'argile et de fibres ont toutes deux un effet considérable sur les propriétés mécaniques des composites.

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Tahani, Najat. "Modélisation des contraintes internes dans les matériaux orthotropes cylindriques : séchage d'un billon soumis à un gradient radial d'humidité." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1988. http://www.theses.fr/1988NAN10225.

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Abstract:

Étude des déformations occasionnées par les variations dimensionnelles lors de l'évolution spatiale d'un paramètre scalaire physique ou biochimique dans le matériau bois, ainsi que des contraintes internes qui en résultent. La formation générale proposée par analogie avec les problèmes de thermoélasticité permet de tenir compte de certaines réalités morphologiques de la grume : conicité, défauts de concentricité, fibre torse

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Augier, Laurent. "Étude de l'élaboration de matériaux composites PVC/Bois à partir de déchets de menuiserie : formulation, caractérisation, durabilité et recyclabilité." Toulouse, INPT, 2007. https://hal.science/tel-04595420.

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Abstract:

L’étude des paramètres d’élaboration de composites PVC/bois a permis de montrer que le processus de mise en oeuvre, le taux et le type de fibres de bois influencent plus les propriétés mécaniques du matériau que les traitements de compatibilisation. Un nouvel agent de liaison a été proposé : l’acide gallique, polyphénol présent dans plusieurs essences de bois. Il a permis d’augmenter nettement les propriétés mécaniques du matériau grâce à une bonne adhésion à l’interface fibre/matrice. Le renfort végétal augmente la sensibilité du composite aux rayonnements UV et à l’eau provoquant un changement de couleur en surface et une perte des propriétés mécaniques. L’ajout de certains pigments a permis de ralentir la dégradation due aux UV et l’ajout d’acide gallique, celle due à l’eau, sans toutefois les supprimer. Il a été démontré enfin que cinq cycles de vieillissement thermo-mécanique ne modifient pas les propriétés mécaniques de ces composites : leur recyclage est possible tel quel
The study of the elaboration of PVC-wood composites showed that the manufacturing process, the wood fibres amount, size and species had more influence on the mechanical properties of the material than any coupling agent previously studied. A new coupling agent was introduced: gallic acid, polyphenol present in some wood species. Its use improved the fibre/matrix interfacial adhesion and the mechanical properties of the material. It was found that the composite weathering resistance was decreased by the wood fibres leading to surface colour change and loss of the mechanical properties (due to water action). The incorporation of some pigments decreased the UV degradation and the addition of gallic acid decreased the degradation by water. But, neither of them stopped the degradation. Five cycles of thermo-mechanical ageing did not modify the mechanical properties of these composites. Thus, it is possible to recycle the PVC/wood composite as it is

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Na, Bin. "Fluage des colles polyuréthanes monocomposant pour collage du bois vert." Nancy 1, 2006. http://www.theses.fr/2006NAN10127.

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Abstract:

Fluage et fluage dépendant de la température caractérisent les polyuréthanes monocomposants pour le collage structural du bois vert. L’essai des meilleures colles polyuréthanes pour le bois on montre que le fluage à température ambiante est limité mais que le fluage dépendant de la température est importante. Les paramètres des adhésifs commerciaux qui minimisent ou maximisent ce type de fluage ont été identifies. Le travail présente la corrélation de la structure des adhésifs, leur fluage et leur fluage dépendent de la température pour applications structurelles. Ce travail a conduit à l’établissement des principes de formulation et reformulations de adhésifs sans fluage ou avec un fluage minimal. Les principes de base des structures qui influencent le fluage dépendant de la température ont été identifies et discutes
Creep and temperature-dependent creep, characteristic of one component polyurethane adhesives for green structural wood glueing such as glulam are two different parameters. Testing of the best standards-approved commercial polyurethane adhesive for this purpose showed that while ambient temperature creep is limited this is not the case for temperature-dependent creep. The commercial adhesives characteristics that minimize or enhance ambient temperature and temperature-dependent creep were identified. The work encompass the correlation of structure, creep and temperature-dependent creep for polyurethanes for structural wood application. This was done to establish basic principles in order to formulate and to reformulate the existing “creeping” formulations so that the problem can be eliminated or at least minimized. Basic principles on the structure of simple polyurethane adhesives influencing temperature-dependent creep were also identified and discussed

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Toussaint, Pascal. "Application et modélisation du principe de la précontrainte sur des assemblages de structure bois." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10014/document.

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Abstract:

Dans un assemblage précontraint, des efforts sont transmis entre les pièces par mobilisation du frottement suite à l'application d'une contrainte de compression normale. L'objectif de ce travail était de transposer ce principe de transmission des efforts au matériau bois. A partir de résultats existants, une étude expérimentale préliminaire a été menée sur des chaumes de bambou. L'intérêt de cette « graminée » par rapport au bois est sa résistance importante en compression transversale. Pour appliquer ce principe à des avivés de bois, il a été nécessaire de les densifier par compression localisée à froid au-delà de leur limite élastique. Une caractérisation de Picea abies en compression transversale au-delà de sa limite élastique a été réalisée. Cette analyse a abouti à une loi de comportement fonction de la densité de l'éprouvette. De plus, l'influence de la densification du bois sur sa résistance en traction longitudinale a été mesurée. Il s'avère que cette résistance est constante puis chute à partir d'un taux de densification critique fonction de la masse volumique du bois. La phase de mise en place de la précontrainte dans les assemblages bois et bambou testés a été modélisée par éléments finis. L'orthotropie des matériaux a été pris en compte par la superposition d'un modèle mousse (comportement non-linéaire transversal) et d'un modèle poutre (direction longitudinale) créant une structure dont la taille des éléments ne descend pas en dessous de celle des cernes. Ce modèle structural mésoscopique a permis de simuler les phases de densification, charge, décharge de l'assemblage et d'atteindre la limite à rupture, permettant d'aller jusqu'à une démarche d'optimisation
In a pre-stressed fastener, forces are transmitted between two elements by friction which is made possible by the application of transversal compression forces. The aim of this work was to apply this principle to timber fasteners. Thanks to former results, a preliminary experimental study was done on stubbles of bamboo. This “grass” has a higher transversal compression resistance than wood. In order to transpose the principle of pre-stress from bamboo to timber, it was necessary to increase the compression resistance of timber. The idea proposed here is the densification of wood by localised cold compression beyond its elastic limit. Picea abies was characterized in transversal compression beyond its elastic limit. This analysis gave stress-strain curves which depend on the density of the wood. The influence of the densification on the resistance in longitudinal tension was also measured. This resistance is constant and then it decreases rapidly from a critical densification rate function of the density of the wood. The pre-stress of the tested timber and bamboo fasteners was modelled by a finite elements model. The anisotropy of the materials was taken into account by the superposition of a crushable foam model (non linear behaviour in transversal direction) and beams (longitudinal direction). This structural mesoscopic model allowed simulating the densification, the loading and unloading of the fasteners until their failure which lead to an optimization of the connectors

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Eyma, Florent. "Caractérisation des efforts de coupe de différentes essences de bois à l'aide de leurs paramètres mécaniques." Nancy 1, 2002. http://www.theses.fr/2002NAN10186.

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Abstract:

Pour les industries du bois, une meilleure connaissance du comportement de leur matériau devient une obligation pour des raisons, à la fois économiques et de productivité. Pour les fabricants, comme pour les utilisateurs d'outils et de machines, les informations concernant le comportement du bois, et plus particulièrement les efforts engendrés lors de la coupe pour séparer le copeau, sont indispensables. En fait, la maîtrise des efforts de coupe est quelque chose d'essentiel : Pour estimer le comportement du bois et l'état de surface qui sera obtenu; de façon à toujours travailler dans les limites des capabilités machine; pour optimiser les conditions de coupe. Toutefois, aujourd'hui, pour estimer les efforts de coupe, un facteur reste difficile à prendre en considération : l'influence du matériau bois. Le but principal de ce travail est d'estimer l'influence de ce dernier sur les efforts de coupe, afin d'améliorer la précision de leur calcul. Ce travail porte sur l'étude de quatorze essences de bois exotiques dans le mode coupe 90-0. L'influence des caractéristiques mécaniques impliquées dans ce processus de coupe (dureté, ténacité, compression et cisaillement parallèle aux fibres) est étudiée; et différents modèles permettant d'estimer avec plus de précision le comportement générale du bois pendant la coupe, ont pu être obtenus (avec plus de 80% de la variation des efforts de coupe expliquée). Les caractéristiques mécaniques semblent donc être un moyen efficace pour estimer de façon précise le comportement général du bois pendant la coupe. En complément de ce travail, une méthode différente a été utilisée pour estimer de façon rapide et facile les efforts de coupe engendrés : le pendule de Chardin. Les résultats obtenus, bien que très satisfaisants, n'ont pas permis d'apporter plus de précision que les caractéristiques mécaniques. Enfin, dans la quatrième partie de ce mémoire, une application de l'ensemble de ces résultats à la méthodologie du Couple Outil Matière (COM) a été réalisée, en permettant une estimation plus précise des conditions de coupe et une optimisation des paramètres d'usinage
For wood industries, a better knowledge of material behaviour during machining became an obligation for economical and productive reasons : with equipment adapted to manufactures needs. Woodworking machinery and tools manufacturers, as well as their users, urgently require reliable information on the main factors influencing wood cutting and above all on the magnitude of the force required to separate a chip, i. E the cutting force and its variations in different cases. In fact, the control of cutting forces during wood machining is something absolutely essential : to estimate wood behaviour and surface quality; to work in respect of tool capability; to optimised cutting conditions. However, today, to estimate cutting forces, a factor remains difficult to take in consideration : the influence of wood species. The aim of this study is to approach the influence of "the wood species" factor on cutting forces involved during machining, to give more precision to the relation. These investigations deals with the study of fourteen exotics wood species in the 90-0 cutting process. The influence of mechanical characteristics generally described in the literature and involved in this cutting process (hardness, tenacity, compression and shearing parallel to the grain) was studied and some formulations was obtained which allowed to estimate more precisely strains involved and general behaviour of wood during machining (with an explanation of more than 80% of the variation of cutting forces). These mechanical characteristics seems to be an easy solution to understand the general mechanical behaviour of each wood species studied during machining. In addition of this work, another method was used to estimate easily and quickly cutting forces involved during machining : Chardin's pendulum. Results obtained are promising but give less precision than mechanical parameters. Finally, in the fourth part of this memory, an application of all these results to the methodology of the Couple Tool Material (COM) was realised, and allowed to give more precision in the estimation of good cutting conditions and in the optimisation of machining parameters

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Saifouni, Omar. "Modélisation des effets rhéologiques dans les matériaux : application au comportement mécanosorptif du bois." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01069026.

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Abstract:

Le présent travail porte sur l'étude expérimentale, analytique et numérique du comportement mécanosorptif et viscoélastique couplé du bois. Le comportement mécanosorptif intègre notamment le phénomène hygroverrou qui se caractérise par un blocage des déformations en phase de séchage sous contrainte. Afin d'aborder cette étude, la structure, la microstructure ainsi que le comportement hydromécanique du bois sont rappelés. Parallèlement, la théorie de la viscoélasticité linéaire ainsi que les méthodes analytiques propres à la résolution de tels problèmes sont présentées. Ensuite, des essais mécanosorptifs préliminaires de caractérisation des propriétés mécaniques sont effectués sur du Sapin Blanc (Abies alba Mill.) du Massif central grâce à un dispositif expérimental approprié. La description du dispositif expérimental, du protocole utilisé ainsi que les dimensions des échantillons testés sont présentées. Des essais mécanosorptifs en relaxation et en fluage sous chargement et humidité relative variables sont également effectués. En particulier, deux essais en relaxation sous déformation imposée constante et humidité relative variable et un essai de fluage sous contrainte et humidité relative variables de façon cyclique, sont exposés. Sur la base des données issues des essais préliminaires et viscoélastiques, la déformation hygroverrou est isolée via la partition de la déformation selon des parts élastique, visqueuse et hydrique. Par la suite, un modèle analytique est proposé pour la modélisation de la déformation hygroverrou. Un modèle pseudo élastique, basé sur les lois de Hooke (en humidification) et de Hooke restreint (en séchage), est formulé en rigidité et en complaisance. Dans ce cas, plusieurs modèles rhéologiques viscoélastiques mécanosorptifs sont proposés. Ces modèles sont classés en fonction du couplage de leurs effets et du principe de partition formulés en contrainte ou en déformation. Des lois de comportement basées sur ces modèles et formulées sous forme d'équations intégrales et incrémentales adaptées à la mise en oeuvre numérique sont finalement développées. Enfin, des exemples illustratifs montrent l'équivalence des deux expressions pseudo élastiques formulées en rigidité et en complaisance ; parallèlement, une validation des modèles viscoélastiques mécanosorptifs proposés, en relaxation et en fluage, par comparaison aux résultats expérimentaux est effectuée. Ces résultats montrent l'efficacité des modèles établis ainsi que la pertinence des essais expérimentaux réalisés pour la mise en évidence et la prise en compte des comportements mécanosorptif et viscoélastique couplés.

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Marchetti-Georges, Véronique. "Méthodologie de transformation chimique du bois : étude des propriétés des nouveaux matériaux modifiés." Nancy 1, 1998. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1998_0258_MARCHETTI_GEORGES.pdf.

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Abstract:

L'étude porte sur la recherche de nouvelles méthodes de modification chimique du bois afin de conférer au matériau de nouvelles propriétés originales et d'améliorer sa stabilité. Dans la première partie, les modifications chimiques effectuées sur des sciures d'épicea permettent de transformer le bois en échangeur d'ions par fixation de groupements fonctionnels acide carboxylique et ammonium quaternaire. D'une part, les sciures sont estérifiées avec l'anhydride succinique afin de greffer des groupements acide carboxylique sur le bois. La réaction d'acétylation est optimisée. D'autre part, les sciures sont greffées avec l'acide acrylique par voie radicalaire en utilisant KMNO4 comme initiateur. Les études par microscopie électronique à balayage, par spectroscopie infrarouge et par résonance magnétique nucléaire en 1H et 13C révèlent que la lignine est plus réactive que l'holocellulose ; un mécanisme de greffage est proposé. Le chlorure de 2-(méthacryloyloxyethyl)triméthylammonium peut être aussi greffé sur le bois afin d'accéder à des échangeurs d'anions. Des essais d'extraction de métaux lourds (CU, CD, NI) et de colorants (orange G) mettent en évidence les bonnes capacités d'échange ionique de ces nouveaux biocapteurs. Dans la seconde partie, la modification chimique du bois vise à fixer de nouveaux dérivés du glycérol au sein d'éprouvettes de bois afin d'améliorer la stabilité dimensionnelle du matériau. Ainsi, des époxypolyglycerols et des méthacrylates de polyglycérol imprégnés dans le bois à l'aide de solutions aqueuses concentrées respectivement a 8% et 30% permettent après traitement thermique d'atteindre des valeurs d'A. S. E proche de 27% et 70%. Ces produits ne sont pas lessivés après condensation dans le bois.

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Gaudin, Solène. "Etude de la durabilité photochimique de composites bois-polymères biodégradables." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00730997.

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Abstract:

Cette étude porte sur la durabilité photochimique de biocomposites constitués de matrices polymère biodégradables et de charges bois. Elle a permis de mettre en relief l'influence de différents paramètres comme la nature de la matrice ou de la charge sur la photostabilité des matériaux. Trois matrices ont été utilisées : le PLA, un PBAT : l'Ecoflex, et un mélange des deux : l'Ecovio. Le bois a été incorporé dans les matrices sous forme de poudre de différents diamètres. Du peuplier et du pin sylvestre ont été étudiés. Et l'effet d'un traitement thermique des bois, appelé rétification, a été observé sur les propriétés des composites. Le photovieillissement des matériaux a été réalisé en conditions naturelles et en conditions accélérées. Des mécanismes de photooxydation ont été proposés pour chacun des matériaux à partir de l'évolution des propriétés viscoélastiques traduisant celle de la structure macromoléculaire.

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Le, Naour Frédéric. "Une méthode de reconnaissance mécanique du bois : le perçage." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10633.

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La necessite d'etablir une estimation de la qualite du bois, souvent assimilee a la densite, par des essais non destructifs (ou peu destructifs) nous a incite a mettre au point une methode de reconnaissance du bois (le forametre) issue de techniques utilisees en mecanique des sols. Cette methode est fondee sur la mesure des parametres de percage (poussee, couple, vitesse de rotation, vitesse de penetration) et l'etablissement d'un critere de forabilite: le travail specifique c'est-a-dire le travail necessaire a forer l'unite de volume de bois (dans une zone definie, de fonctionnement correct de l'outil). Le critere de forabilite est ensuite correle avec les proprietes mecaniques du bois sans defaut (resistance, module longitudinal, densite) pour differentes essences: pin maritime, epicea, balsa, peuplier. L'influence de l'humidite sur le critere de forabilite est egalement explicitee. Il resulte de l'etude generale des correlations que le critere de forabilite est le meilleur indicateur de la resistance en flexion du materiau dans le cas du pin maritime et a egalite avec la densite dans le cas du balsa et du peuplier

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Pignolet, Olivier. "Optimisation de la durabilité de bois d'oeuvre (classe d'emploi 4) à l'aide d'anhydrides alkényles succiniques d'origine végétale." Phd thesis, Toulouse, INPT, 2008. http://oatao.univ-toulouse.fr/7207/1/pignolet.pdf.

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Abstract:

Un nouvel ASA (Anhydride Alkényle Succinique), appelé ASABu, obtenu par maléinisation d’esters butyliques de colza, a été utilisé pour traiter le bois. Il s’est avéré qu’une simple imprégnation à température ambiante est suffisante pour satisfaire aux exigences des tests normalisés ENV 807 (pourriture molle), EN 113 (Basidiomycètes), EN 47 (insectes à larves xylophages) et EN 117 (termites), ce qui en autorise son emploi en classe 4. Bien que durable, il présente alors une stabilité dimensionnelle n’excédant pas 20% et est très huileux au toucher, ce qui en limite les utilisations. Ces problèmes ont été circonscrits par une modification des conditions de traitement. Par exemple, une augmentation de la température à 170°C et l’application d’une pression de 10 bar pendant la réaction ont entrainé un séchage du bois en surface ainsi qu’une amélioration conséquente de la stabilité dimensionnelle et de la résistance biologique, au détriment des propriétés mécaniques. Il en résulte qu’il n’y a pas de conditions idéales de traitement et il appartiendra à l’homme du métier d’adapter les paramètres réactionnels en fonction des contraintes techniques liée à l’ouvrage. ABSTRACT: A new ASA (Alkenyl Succinic Anhydride), also called ASABu, obtained by maleinization of rapeseed methyl esters has been used to treat wood. It was shown that impregnating at room temperature is sufficient to satisfy requirements of normalized tests ENV 807 (soft rot), EN 113 (Basidiomycetes), EN 47 (wood destroying larvae) and EN 117 (termites), which enables it to be included in use class 4. Although wood treated in such a manner is resistant, the improvement of dimensional stability is only 20% and the wood surface is very “oily”, which might limit its uses. These problems have been circumscribed by modifying the conditions of treatment. For instance, heating wood to 170°C and applying a 10 bar pressure during reaction significantly improves the dimensional stability and the biological resistance, however, the mechanical properties significantly decrease. As a result, there are no ideal conditions of treatment and professionals should adapt reaction parameters according to constraints regarding outcome.

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Choffel, Denise. "Classement automatique des bois de structure par capteurs micro-ondes." Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10005.

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Abstract:

Le secteur de la construction est demandeur de produits fiables garantissant la sécurité des ouvrages. Actuellement, le classement des bois de structure est base sur des critères visuels. Mais l'aspect du bois seul n'est pas suffisant pour estimer les propriétés mécaniques. Ainsi, les enjeux économiques et technologiques d'une meilleure connaissance des caractéristiques mécaniques du bois sont importants, en particulier face à la concurrence de matériaux tels que le béton ou l'acier. Notre objectif est de proposer une méthode de classement qui puisse valoriser le bois en tant que matériau. La technologie micro-onde que nous utilisons s'intègre parfaitement dans ce cadre. Par leurs propriétés - analyse en profondeur, sans contact, sans danger et en continu - les micro-ondes offrent l'accès aux caractéristiques suivantes: module d'élasticité, module de rupture et masse volumique. Nous utilisons des capteurs déjà dédiés à des applications précises : détection des noeuds et détermination de la pente de fil. A partir des signaux issus de ces capteurs, nous procédons à une recherche des variables les plus significatives vis a vis des modules et de la masse volumique. Les outils pour le classement sont les méthodes statistiques traditionnelles ainsi que les réseaux de neurones à retro-propagation du gradient pour leur propension au classement automatique. La volonté de promouvoir le bois et l'évolution des méthodes de contrôle non destructif, entraînent la mise à jour des règlements. A l'instar de l'Eurocode 5, standard européen pour la construction bois, les normes de classement intègrent des caractéristiques mécaniques. Dans le cadre du projet européen FOREST MA2B-CT91-0020 sur le contrôle non destructif des bois massif et panneaux de particules, nous avons tenu à suivre les prérogatives de ce standard

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Ratte, Julien. "Modélisation d'un réacteur de pyrolyse lente de bois pollué." Pau, 2009. http://www.theses.fr/2009PAUU3019.

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Abstract:

La pyrolyse lente est une solution d'élimination et de valorisation, des déchets de bois, qu’ils soient traités ou non. Il s’agit d’une solution de traitement respectueuse de l’environnement basée sur la dégradation thermique de la matière organique. Un modèle mathématique incluant les transferts de chaleur et de masse et les réactions chimiques de dégradation thermique d’une particule de bois a été créé. Une particule sphérique est chauffée par un flux convectif d’azote. L’avancée du procédé est caractérisée par trois grandes étapes : 1) Séchage de l’échantillon; 2) Chauffe de l’échantillon jusqu’à l’amorçage des réactions de pyrolyse; 3) Pyrolyse et production de char et de matières volatiles. Le modèle mathématique repose sur le concept de la méthode de la prise de moyenne volumique et permet de décrire les profils internes de plusieurs variables (température, humidité, concentration en bois). Ce dernier a été ensuite injecté dans un modèle global de réacteur industriel. Le but final est créer un outil d’aide au dimensionnement et à l’optimisation d’unité de traitement de déchets de bois industrielle
The slow pyrolysis is a solution of elimination and valuation of waste waste, that they are treated or not. It is an environment-friendly solution of treatment based on the thermal degradation of the organic matter. A mathematical model including the transfers of heat and mass and the chemical reactions of thermal degradation of a wooden particle was built. A spherical particle is warmed by a convective stream of nitrogen. The overall process is characterized by three big stages: 1) Drying of the sample; 2) Heating of the sample until the reactions of pyrolysis start; 3) Pyrolysis and production of char and volatile matters. The mathematical model is based on the concept of the method of volume averaging and allows to describe the internal profiles of several variables (temperature, moisture, wood concentration). This last one is then injected in a global model of industrial reactor. The final purpose is to build a tool to assist in designing and optimizing of industrial unit of wood waste

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Lei, Hong. "Résines à base de matériaux naturels et synthétiques destinées aux adhésifs pour le bois." Thesis, Nancy 1, 2009. http://www.theses.fr/2009NAN10046/document.

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Abstract:

Des résines « vertes » à base de lignine, tanins et protéines de soja ont été étudiées. La faisabilité et le mécanisme de l’utilisation du glyoxal à différents taux en substitution du formaldéhyde ont été analysés. Une optimisation dans la préparation des panneaux de particules à été réalisée. Les résultats issus de ces travaux confirment les quelques aspects: Des colles à base de lignine et de soja glyoxalé mélangé à la pMDI et au tanin de mimosa satisfaisant les exigences données par les normes internationales pour la fabrication des panneaux de particules ont été obtenues. Aucun formaldéhyde n’a été utilisé dans les formulations. La performance a été déterminée en majeure partie en fonction de la proportion de pMDI ajoutée. Les résultats obtenus prouvent l’existence de réactions entre lignine et glyoxal, protéines de soja et glyoxal. Mais pour la formulation de protéines de soja, les groupes hydroxyles qui en résultent n’ont pas pu réticuler. Des études ont été effectuées sur l’influence de la nano-montimorillonite (MMT) sur des résines à base d’urée et de phénol-formaldéhyde. Le taux d’exfoliation de la MMT mélangée avec ces résines était déterminé. Des études thermiques et mécaniques de ces systèmes ont été réalisées. Les conclusions obtenues sont les suivantes : L’étude que la Na-MMT est intégralement exfoliée quand elle est mélangée avec des résines UF, alors qu’elle n’a que quelques degrés d’intercalation lorsqu’elle est ajoutée à des résines PF ou PUF. L’ajout d’un faible pourcentage de Na-MMT ne semble pas modifier significativement la performance des résines sèches mais la résistance à l’eau des panneaux contenant des résines UF ou phénolique s’est vue augmenter
Environment-friendly tannin/lignin and soy protein-based wood adhesive were studied. The feasibility and mechanism to use glyoxal to substitute formaldehyde in relevant formulations was analyzed. The suitable addition percentage was determined. The lab-prepared particleboard procedure was optimized too. The results shown in this work confirmed few aspects: Lignin-based adhesives and glyoxalated soy-based wood adhesives mixed with pMDI and mimosa tannin satisfying the requirements of relevant international standards for the manufacture of wood particleboard were obtained. These lignin-based or soy-based wood adhesives did not use any formaldehyde in their formulation. The performance of these formulations is determined to a great degree by the amount or proportion of the pMDI used. The results proved that the reaction between lignin and glyoxal, soy protein and glyoxal. But for the latter, the hydroxy groups that resulted couldn’t condense to a cross-linked structure. Some work has been done on the study of the influence of nano-montmorillonite (MMT) on urea-formaldehyde resin and phenolic resin adhesives. The level of exfoliation of the MMT being mixed with these resins was determined. Some conclusions can be drawn: Na-MMT is completely exfoliated when mixed with UF resins, while it only has some degree of intercalation when added to PF and PUF resins. The addition of small percentages of Na-MMT does not appear to improve much the resins dry performance, while it seems to increase the water resistance of the UF-bonded and phenolic-bond panels

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Lhumeau, Fanny. "Développement d’un traitement de préservation pour la protection du bois en usage extérieur." Thesis, Mulhouse, 2015. http://www.theses.fr/2015MULH8512.

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Abstract:

Lorsque le bois est utilisé en extérieur avec des expositions répétées ou permanentes aux humidifications, les risques d’altération par des agents de dégradations biologiques au cours du temps sont élevés. Par conséquent, il est indispensable de recourir à des systèmes de protection afin de garantir une durée de vie optimale. Les produits traditionnels utilisés pendant des décennies et reconnus comme étant les plus efficaces font actuellement l’objet de fortes restrictions en raison de leur toxicité, entraînant leur disparition progressive du marché européen. Le projet FUI TIMBIRDE a eu pour objectif de développer des formulations permettant de greffer chimiquement des polymères sur les hydroxyles du bois afin de réduire son hygroscopie et limiter le relargage du traitement dans l’environnement. De plus, ces traitements ont pour but de diminuer la porosité du bois en la remplissant par la matrice polymère. Pour ce faire, les fonctions chimiques capables de réagir avec les hydroxyles du bois ont été identifiées en utilisant la cellulose comme composé modèle. Ensuite, des polymères hydrophobes ont été fonctionnalisés par ces fonctions d’accroche en vue de leur greffage sur les groupements hydroxyles du bois par la technique du « graft to ». Dans le cadre de cette étude, les formulations retenues ont été appliquées en profondeur dans le bois par imprégnation en autoclave sous vide/pression. Les systèmes imprégnés dans le bois sous forme de latex ont ainsi permis de diminuer la reprise en eau des bois traités (jusqu’à 50%) par rapport au témoin non traité
When wood is used outdoors with repeated or continuous exposures to moisture, degradation by biotic factors is high. Consequently, resorting to systems of protection is essential to ensure an optimal service life. However, some of the traditional wood preservatives, used for decades for wood protection and regarded as the most effective, are currently subjected to severe restrictions in Europe because of their toxicity. The FUI TIMBIRDE project aimed to develop formulations allowing the grafting of non-biocidal polymers on the natural components of wood to limit water uptake and enhance dimensional stability. The grafting of compounds on wood will limit their potential release into the environment and reduce the wood porosity by filling the wood matrix with polymers. In a first step, identification and optimization of grafting functions was performed on cellulose as model compound of wood. Then, hydrophobic polymers were functionalized with these specific functions in order to graft polymers on wood. In this study, wood specimens were treated with selected formulations by vacuum/pressure impregnation in lab autoclave. Thus, a reduction up to 50% of water uptake was observed for wood treated with polymer latex compared to untreated wood

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Bouafif, Hassine. "Effets des caractéristiques intrinsèques des fibres de bois et des procédés de mise en forme sur la performance des matériaux composites bois / thermoplastique." Phd thesis, AgroParisTech, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005671.

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Abstract:

Ce travail est une analyse comparative du potentiel de certains types de fibres de bois issues de résidus de première transformation dans la fabrication des composites bois/thermoplastiques. Les fibres analysées proviennent des essences suivantes : le thuya occidental (Thuja occidentalis L.), le pin gris (Pinus banksiana Lamb) et l'épinette noire (Picea mariana (Mill.)). Les effets des facteurs suivants sur la performance des matériaux composites bois/thermoplastique ont été analysés : l'essence de bois, l'origine des fibres (fibres de duramen ou d'aubier), la taille des particules de bois, les proportions dans le mélange et les procédés de mise en forme (injection, extrusion et thermo-compression). L'effet de la variabilité spécifique de la surface des fibres de bois sur la qualité de l'interface bois/thermoplastique a été étudié grâce à la méthode spectroscopique infrarouge en réflectance diffuse à transformée de Fourier (DRIFT) et la spectroscopie des photoélectrons par rayon-X (XPS). Une concentration élevée de lignine et d'extractibles sur la surface des fibres a été présentée comme principal facteur qui inhibe l'établissement d'un lien entre l'agent de couplage à base d'anhydride et le bois. L'analyse du développement des fibres de bois, avant et au cours de leur mise en forme, a montré que la forme et la longueur des fibres sont réduites dépendamment des procédés utilisés et de l'essence. Une caractérisation mécanique dynamique des matériaux composites en question ainsi que l'effet des différents types de résidus ligno-cellulosiques sur la relaxation de la chaine moléculaire de la matrice thermoplastique, i.e. HDPE, a été investiguée. Le comportement rhéologique des matériaux composites bois/thermoplastique dans le domaine viscoélastique linéaire a été analysé à travers les modèles mécaniques analogiques.

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Zahri, Sofia. "Analyse quantitative et qualitative des substances chimiques responsables des durabilités naturelle et conférée des bois de chêne européen (Quercus robur et Quercus petraea) et de pin maritime (Pinus pinaster) par la spectroscopie dans le proche infrarouge." Pau, 2007. http://www.theses.fr/2007PAUU3024.

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Abstract:

L’objectif de cette étude est d’utiliser la spectroscopie dans le proche infrarouge (SPIR), couplée à l’analyse multivariée, afin d’analyser les produits chimiques qui sont à l’origine des durabilités naturelle et conférée des bois de chêne et de pin. Dans le cadre de l’étude de la durabilité naturelle, la teneur en substances extractibles du chêne européen a été évaluée par la SPIR. Les spectres « proche infrarouge » (PIR) ont été enregistrés d’une part, à partir des surfaces axiale et radiale des éprouvettes de chêne européen, d’autre part, à partir de sciures. Ces dernières ont été prélevées sur les plans axial et radial des plaquettes de chêne, avant et après extraction. En ce qui concerne la durabilité conférée, des plaquettes d’aubier et de duramen de pin maritime ont été imprégnées par divers produits de traitement avant d’être analysées par la SPIR. Le traitement des plaquettes de pin a été effectué par deux groupes de solutions de molécules actives en utilisant trois concentrations croissantes. Le premier groupe comprend quatre solutions de préservation commerciales dont la composition en molécules actives est à base de cuivre, d’acide borique, de cyperméthrine, de perméthrine, de propiconazole, de tébuconazole et d’I. P. B. C. Le second groupe correspond à des solutions de molécules actives pures ; il s’agit de la cyperméthrine, de la perméthrine, du propiconazole, du tébuconazole, de l’acide borique et de l’I. P. B. C. Les modèles de calibration ont été construits en utilisant la méthode des moindres carrés partiels (PLS). L’analyse en composantes principales (ACP) a été utilisée pour la classification du bois de pin maritime traité et non traité ainsi que pour la distinction entre les différents produits de préservation. Les spectres PIR ont été prétraités par différents algorithmes : les dérivées d’ordre 1 (1ère D) et d’ordre 2 (2nde D), la correction multiplicative de la réflexion diffuse (MSC), la déviation normale standardisée (SNV) ainsi que leurs combinaisons : 1ère D. MSC, 1ère D. SNV, 2nde D. MSC et 2nde D. SNV. Les modèles de calibration présentent d’excellentes corrélations entre les valeurs mesurées et celles prédites par la SPIR avec des coefficients de détermination (r²) élevés et des erreurs de calibration et de prédiction (SEC et SEP) faibles. Cette étude prouve l’efficacité de la technique SPIR en combinaison avec les outils chimiométriques pour une prédiction rapide, fiable et non destructive des extraits du chêne européen ainsi que les produits de préservation appliqués sur le bois de pin maritime. Nos résultats montrent également le potentiel de cet outil dans la distinction du bois de pin maritime traité et non traité et des différents produits de préservation industriels
Near infrared spectroscopy (NIRS), in conjunction with multivariate analysis, could be a suitable technique to assess chemical substances responsible of natural and conferred wood durability. For natural durability, European oak extractives were studied by using NIRS. First, near infrared (NIR) spectra were collected from both axial and radial planes of solid oak samples. Then, these planes were cut and ground in order to take NIR spectra from oak sawdust, before and after phenol extraction. Concerning the study of artificial durability, wood strips were selected from heartwood and sapwood of Maritime pine and prepared for impregnation by two groups of active components and at three concentrations. The first group concerns industrial wood preservatives which contain boric acid, copper, cypermethrin, IPBC, permethrin, propiconazol, and tebuconazol. The second one includes pure solutions prepared with boric acid, cypermethrin, IPBC, permethrin, propiconazol, and tebuconazol. Calibrations were developed by using Partial Least Squares (PLS) technique. Principal component analysis (PCA) was applied to separate between treated and untreated Maritime pine wood and also between the different preservation products. NIR information was enhanced by using the pre data processing procedures: first and second derivatives (1st D, 2nd D), Multiplicative Scatter Correction (MSC), Standard Normal Variate (SNV) and also their combinations: 1st D. MSC, 1st D. SNV, 2nd D. MSC and 2nd D. SNV. PLS models displayed excellent correlations between calculated and predicted values by NIRS, accompanied by high correlation coefficient (r²) and weak calibration and prediction error (SEC, SEP). This study illustrates that the NIRS technique when it is used in conjunction with multivariate analysis could give reliable, quick and non-destructive assessment of European oak extractives content and the retention Maritime pine preservation products. Our findings show also the potential of NIRS technique to distinguish, on one hand between treated and untreated Maritime pine wood and on the other hand between different industrial preservation products

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El, Houjeyri Imane. "Expérimentation et modélisation du comportement des assemblages en bois réalisés par des tourillons en bois densifié sous des charges monotones et cycliques." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0236.

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Abstract:

Il s’agit de travailler sur des poutres multicouches (ou panneaux en bois lamellé-croisé assemblées mécaniquement par des tourillons en bois densifié. Traditionnellement, ce type de poutre, appelé poutre en bois lamellé-collé, est obtenu par collage des lamelles en bois, ce qui assure une liaison « parfaite » conduisant ainsi à une poutre (ou plaque) multicouches dont les caractéristiques peuvent être obtenues par homogénéisation. Dans le sujet proposé, il s’agit de remplacer la colle par des liaisons effectuées par des tourillons en bois densifié. La viabilité des poutres (ou panneaux) assemblées par tourillons en bois densifié (plus écologiques) n’est pas encore tout à fait démontrée et reste donc exploratoire. L’analyse de ce type de structures (en statique ou en dynamique) doit prendre en compte le fait que la liaison entre les lamelles est semi-rigide. Donc, il est justement prévu de caractériser expérimentalement et à grande échelle ce type de structures. L’objectif principal de la thèse proposée est d’évaluer la réponse structurelle sous charges monotone et cyclique. Plus particulièrement, la réponse sous charge cyclique est évidement un paramètre clé pour la validation de ce type d’assemblage sous charge sismique. Dans le cadre de cette étude, il est envisagé d’utiliser la simulation numérique (utilisation d’Abaqus) afin de réduire les tests expérimentaux couteux et d’optimiser les choix de conception retenus
It is a question of working on multi-layered beams (or cross-laminated wood panels assembled mechanically by densified wood dowels) Traditionally, this type of beam, called laminated beam, is obtained by gluing wooden laminates. which ensures a "perfect" connection thus leading to a multi-layer beam (or Panels) whose characteristics can be obtained by homogenization. In this work, it proposed to replace the glue by the densified wood dowels to make the assemblies. The viability of beams (or panels) assembled by densified wood dowels (more ecological) is not yet fully demonstrated and therefore remains exploratory. The analysis of this type of structure (static or dynamic) must consider the fact that the connection between the wood parts is semi-rigid. therefore, it is precisely planned to characterize this type of structure experimentally and on a large scale. The main objective of the proposed thesis is to evaluate the structural response under monotonic and cyclic loads. More particularly, the response under cyclic load is obviously a key parameter for the validation of this type of assembly under seismic load. As part of this study, it is envisaged to use numerical simulation (use of Abaqus) to reduce expensive experimental tests and optimize the chosen design choices

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Goyeneche, Martine. "Étude du transport d'humidité par écoulement de film lors du séchage d' un milieu capillaro-poreux." Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12409.

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Abstract:

Dans ce travail, un modèle d'écoulement par film est développé afin de décrire le transport d'eau libre dans un réseau de tubes capillaires. Ce modèle est inséré dans un code numérique de séchage pour simuler les transferts d'humidité longitudinaux intervenant lors du séchage d'un bois de chêne. Des expériences de séchage convectif 1D sont réalisées sur des échantillons de bois de chêne et les résultats expérimentaux sont comparés à ceux obtenus à partir des simulations numériques. Les résultats indiquent que l'approche du modèle d'écoulement par film semble décrire correctement le transport de l'eau libre dans tout le domaine non-hygroscopique. De plus, cette comparaison a mis en évidence qu'une connaissance approfondie de la quantité d'eau présente sous la forme de films pourrait permettre une amélioration sensible du modèle d'écoulement par films proposé. Ainsi, afin d'acquérir plus de connaissances sur ces films, une étude expérimentale du déplacement d'un ménisque dans un capillaire, de section rectangulaire, soumis à un flux de séchage a été menée. Le dispositif de mesure utilisé est un spectromètre infrarouge couplé à un microscope optique. La technique de mesure par atténuation utilisée permet d'accéder à des épaisseurs de film de l'ordre de 5 nm. L'interface air-eau observée est composée de deux régions distinctes : une région m̀énisque' et une région f̀ilm'.

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Chassagne, Pierre. "Contribution à la prédiction des conséquences mécaniques des phénomènes thermo-hydriques couplés." Lyon, INSA, 2006. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2006ISAL0069/these.pdf.

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Abstract:

Les effets de sollicitations climatiques variables, combinées à un chargement mécanique, entraînent dans certains matériaux des accumulations différées de contraintes et de déformations. Les travaux de recherches en mécanique s’orientent donc de plus en plus vers la compréhension du comportement des matériaux, associée au développement de lois mathématiques capables d’intégrer des mécanismes multi-physiques couplés. L’objectif de ce travail consiste à développer un outil numérique capable d’apporter une contribution à la prédiction du comportement mécanique d’un matériau complexe tel que le bois, en vue d’une optimisation des utilisations, de la durée de vie et des procédés de mise en forme, de fabrication ou d’assemblage. La première partie permet d’établir l’état des connaissances physico-mécaniques du bois. Un rappel des notions importantes sur son caractère hydrophile est essentiel pour une bonne compréhension des phénomènes s’initiant au sein du matériau. De nombreux modèles numériques macroscopiques développés ces vingt dernières années permettent d’apporter des éléments pour la compréhension du comportement mécanique du bois et des phénomènes de transferts de masse et de chaleur associés. Les outils développés ne sont souvent appropriés que pour l’étude des phénomènes mécanosorptifs se développant dans la direction longitudinale ou dans les directions transverses. La seconde partie aborde la mise au point de l’outil numérique thermo-hydro-viscoélastique orthotrope 3D qui prend en compte les différents paramètres pilotant la réponse du matériau (taux de variation hydrique, histoire de ces variations, niveau de contraintes équivalentes établi selon un critère 3D). Enfin la troisième partie a trait à l’exploitation des outils numériques développés. Les différents paramètres mécanosorptifs du modèle sont recalés à partir de plusieurs applications d’une large diversité
The effects of variable climatic conditions, combined to a mechanical loading, lead in some materials to delayed accumulations of stresses and strains. Recent advances in mechanics aims at bringing a better comprehension of the material behaviour, and to develop mathematical laws capable of integrating coupled multiphysics mechanisms. The main aim of this work consists in developing a numerical tool capable of bringing a contribution for the prediction of the mechanical behaviour for a complex material such as wood, in order to optimize the use, the service and forming, manufacturing or assembly processes. The first part is a state of the art of the knowledge on wood physics and mechanical behaviour. A reminder of the main notions on its hygroscopic characteristics is essential for a good understanding of the various phenomena developing in the material. Many macroscopic numerical models developed these last two decades allow us to bring important features for the comprehension of the mechanical behaviour of wood and the associated heat and mass transfer phenomena. These tools have mainly been developed for the study of mechanosorptive phenomena occurring in the longitudinal direction or in the transverse directions. The second part deals with the development of a 3D thermo-hydro-viscoelastic orthotropic numerical tool taking into account the different parameters controlling the material response (hygroscopic variation rate, history of these variations, equivalent stress level according to a 3D criterion). The model is based on two modules partially coupled. Finally, in the third part, the numerical tools developed in this work are evaluated. The evaluation of the mechanosorptive parameters of the model is based on various applications

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Alberto, Mario Michaque Miguel. "Faisabilité de composites bois-ciment destinés à la construction de maisons au Mozambique." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10059.

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Bennini, Souad. "Mise au point d'une méthode d'analyse des mécanismes de pyrolyse du bois à haute température à l'aide de matériaux marqués." Toulouse 3, 1989. http://www.theses.fr/1989TOU30147.

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Le travail presente s'inscrit dans une thematique visant a la valorisation de la biomasse vegetale a des fins energetiques. La methode de valorisation choisie est la pyrolyse-flash qui conduit a des gaz combustibles. La maitrise des processus de gazeification, en particulier en vue de l'obtention de gaz propres, necessite une meilleure connaissance des mecanismes de rupture des macromolecules vegetales. Une methode originale d'etude de ces mecanismes est developpee dans ce travail. Elle met a profit la possibilite d'obtenir des lignocelluloses marquees selectivement au niveau de la lignine au cours de la sa biosynthese grace a l'incorporation de divers precurseurs marques. La degradation thermique des lignocelluloses est obtenue par pyrolyse-flash au four a image. L'analyse de la repartition des atomes marques dans les produits de pyrolyse a permis de montrer que la lignine est fortement impliquee dans la formation des goudrons; la part gazeifiee est formee principalement d'hydrogene, d'oxyde de carbone et de methane. La faisabilite de la methode a ete etalie dans des conditions accessibles a l'experimentation au laboratoire. Les conditions de gazeification optimale ont ete determinees et un schema de comportement des echantillons base sur l'application d'un modele thermique simple est propose

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Mougel, Éric. "Mise au point d'un composite ciment-bois dont les variations dimensionnelles vis-à-vis des variations d'humidité sont contrôlées." Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10405.

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Les composites ciment-bois (CCB) permettent de réaliser des éléments de construction dont les qualités physiques (légèreté, thermique, acoustique), mécaniques et de mise en œuvre sont intéressantes. Toutefois, leur variation dimensionnelle en fonction des variations d'humidité reste élevée et interdit en particulier leurs usages extérieurs sans traitement complémentaire. Dans le but de résoudre ce problème, nous avons entrepris une étude systématique des éléments à l'origine de cette instabilité dimensionnelle. Nous avons réussi à montrer les rôles respectifs du granulat et de la matrice ciment. Ceci nous a permis d'aboutir à une méthodologie mettant en ouvre différents traitements du granulat, de l'interface granulat-liant et de la matrice ciment, et permettant d'obtenir un matériau répondant aux objectifs technologiques et économiques fixés.

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Bendahmane, Mohamed. "Etude du comportement mécanique du bois avec nœuds : simulation numérique." Bordeaux 1, 1988. http://www.theses.fr/1988BOR10626.

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Abstract:

On a etudie des pieces de pin maritime et de pin de douglas sous traction et flexion par une simulation numerique en utilisant l'analogie ecoulement-fibre et la methode des elements finis. On a pu quantifier le comportement mecanique et prevoir les efforts de rupture en bon accord avec les campagnes experimentales

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Andrade, Gerardo. "Quelques considérations non-linéaires sur la flexion de poutres en bois renforcées de matériaux composites." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2005. http://savoirs.usherbrooke.ca/handle/11143/1277.

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Abstract:

Ce travail présente une analyse non-linéaire du comportement d'une poutre de bois en flexion simple, renforcée avec fibre de verre. Au cours du développement, nous avons étudié de nouveau les essais réalisés par Simon Lacroix et Pascal Racine en 2000 et 2002 à l'Université de Sherbrooke. Le premier but de ce travail était de ratifier ou rectifier les conclusions auxquelles ils sont arrivés. Le deuxième but était de développer un outil plus précis que celui utilisé par eux pour modéliser le comportement d'une poutre de bois en flexion simple. Pour ce faire, nous avons utilisé leurs travaux comme point de départ. Nous avons aussi réalisé certains essais afin d'apporter un complément d'information nécessaire. Par la suite nous avons développé trois modèles, le modèle bilinéaire, le modèle nonlinéaire défini par une courbe polynomiale et le modèle non-linéaire défini par une courbe linéarisée par segments. Nous avons aussi identifié une relation entre le module en tension et le module en compression comme paramètre de comportement du bois. Aussi, nous avons caractérisé le comportement d'un noeud et d'une section en flexion avec noeud. Notre travail a confirmé et renforcé les conclusions de Lacroix et Racine sur les gains de résistance ainsi que sur le phénomène de pontage des défauts dans le bois. Certaines statistiques de résistance ont pu être reformulées.

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Edou, Engonga Prosper. "Greffage de chaînes hydrocarbonées et perfluorées sur le bois et étude des propriétés conférées aux nouveaux matériaux." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10023.

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Abstract:

Les études menées au cours de ces travaux de recherche portent sur la mise au point de nouvelles méthodes de modification chimique du matériau bois basées sur l'utilisation de produits fortement hydrophobes tels que des composés à chaînes grasses ou perfluorées dans le but d'augmenter sa stabilité dimensionnelle ainsi que sa résistance aux microorganismes. La première partie concerne la modification chimique du bois à l'aide d'anhydrides impliquant soit des anhydrides symétriques perfluorés, soit des anhydrides mixtes obtenus à partir d'acides gras et d'anhydride trifluoroacétique. Après avoir vérifié la faisabilité de la réaction sur de la sciure, la transposition des différents traitements au cas d'éprouvettes de hêtre a permis de mettre en évidence dans le cas des spécimens traités une augmentation de la stabilité dimensionnelle, une augmentation du caractère hydrophobe de la surface ainsi qu'une augmentation de la résistance à Coriolus versicolor, particulièrement dans le cas de l'utilisation d'acides gras. La deuxième partie concerne le greffage d'alcools hydrophobes (alcools gras ou perfluorés) sur le bois en utilisant un diisocyanate comme maillon d'ancrage. Plusieurs stratégies ont été envisagées utilisant soit des mélanges alcool/diisocyanate, soit des monoadduits alcool-diisocyanate ou encore des adduits bloqués alcool-diisocyanate-oxime de butanone. Dans tous les cas les traitements conduisent à une hydrophobation de la surface, à une augmentation de la stabilité dimensionnelle et à une augmentation de la résistance aux microorganismes. Des études par microscopie électronique à transmission ont permis de localiser le greffage qui se situe principalement à la surface de la paroi secondaire et dans le lumen constituant une barrière hydrophobe à l'humidité et aux microorganismes.

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Moulin, Jean-Michel. "Etude d'un nouveau composite à base de bois renforcé par fibre de verre : le L.C.R. (lamellé-collé renforcé)." Metz, 1989. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/1989/Moulin.J_M.SMZ8911.pdf.

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Abstract:

Un composite à base de peuplier renforcé par fibre de verre est mis au point. Les échantillons sont des poutres lamellées-collées. Un tissu de verre unidirectionnel est intercalé directement dans les joints externes. L'ensemble est collé par un adhésif industriel. Une amélioration des propriétés mécaniques est obtenue respectivement lors d'essais de traction ou de flexion (3 ou 4 points). Le mode de rupture est totalement différent par rapport à celui d'une poutre équivalente non renforcée. Ceci induit une augmentation de la sécurité, en particulier dans des applications en structure. Des analyses complémentaires attestent de la qualité des interfaces colle-fibre. L'étude prouve la faisabilité d'un produit performant à partir d'un bois de basse qualité

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Biotteau, Emilie. "‬Caractérisation d'un milieu poreux réactif soumis à de forts flux de chaleur : application au bois Redwood." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2327.

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Abstract:

La compréhension des processus de dégradation thermique en milieu poreux réactif est l'objectif principal de ce mémoire. Le comportement d'un échantillon de redwood soumis à de forts flux de chaleur a été étudié numériquement et expérimentalement. Le modèle numérique développé permet de décrire les principaux modes de transferts, la réaction de pyrolyse et la transformation de la matrice solide associée. Il conduit à la résolution d'un système différentiel, non linéaire, couplé. L'anisotropie du matériau a également été prise en compte grâce à une modélisation bidimensionnelle. Expérimentalement, deux bancs d'essais ont été développés afin d’étudier la pyrolyse sous atmosphère inerte et oxydante. L'étude de la pyrolyse sous atmosphère inerte a fait ressortir le phénomène de propagation du front de réaction, modulé en intensité par un amortissement progressif du processus. Une analyse détaillée des transferts a permis d’expliciter le mécanisme de propagation. Une vitesse caractérisant cette propagation a été définie, numériquement et expérimentalement. Sous atmosphère oxydante, il a été montré que les réactions d'oxydation du charbon en surface constituent un apport de chaleur trois fois plus important que le flux incident, permettant ainsi le déclenchement et la propagation de la pyrolyse dès les faibles flux. Enfin, la prise en compte de l'anisotropie de la structure a soulevé un résultat paradoxal: le front de pyrolyse se propage plus vite dans la direction perpendiculaire aux fibres (direction caractérisée par une conductivité thermique plus faible)
The major purpose of this study is a better understanding of mechanisms involved in thermal degradation of porous medium (wood for instance). Numerical and experimental investigations have been carried out. A non linear coupled differential set of equations had to be solved to describe heat and mass transfer, pyrolysis reaction and the induced solid matrix transformation. Inclusion of anisotropy has been performed using 2D-simulation. Two experimental set up have been used to investigate pyrolysis under inert and ambient atmosphere. The reactive zone has been found to be very thin compared to slab length and to propagate into the sample as time proceeds. A pyrolysis front velocity has been defined experimentally and numerically. A detailed analysis of heat and mass transfer in the sample provided an improved understanding of the front propagation mechanism. Heat conduction has been found to play a major role in the heat balance whereas chemical reactions contribution has been shown to be negligible. Under oxidative atmosphere, smoldering combustion occurs at the irradiated surface and has been shown to supply three times more heat than incident heat flux so that pyrolysis starts at lower incident heat fluxes. Inclusion of structure anisotropy leads to a paradox: pyrolysis front propagates more rapidly across than along the fibres (although heat conductivity is lower across than along fibres)

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Guy-Plourde, Samuel. "Utilisation du lambris de bois en construction non résidentielle." Master's thesis, Université Laval, 2017. http://hdl.handle.net/20.500.11794/28213.

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Abstract:

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2017-2018
Traditionnellement, le bois est utilisé comme parement extérieur en construction résidentielle pour ses avantages d’ordre économique, esthétique et environnemental. Cependant, la structure actuelle du marché non résidentiel fait en sorte que les produits de lambris en bois sont freinés dans leur accession au marché non résidentiel. Le marché non résidentiel est pourtant stratégique étant donné sa taille et sa croissance. De plus, une utilisation accrue du bois diminue l’impact environnemental des bâtiments. Ainsi, l’objectif du projet est d’explorer le potentiel d’utilisation du parement bois en construction non résidentielle. Le contexte pluridisciplinaire de l’étude amène à utiliser une approche systémique s’appuyant sur un éventail de méthodes, dont les entrevues semi-dirigées, l’enquête en ligne, et l’analyse de sites web. Les résultats de l’étude montrent que les produits actuels de lambris en bois ne sont pas adaptés à ce segment de marché. Dans un premier temps, l’étude représente et organise les différents aspects qui contribuent à la sélection d’un parement en construction non résidentielle. Le projet considère les différents acteurs impliqués (clients, architectes, entrepreneurs, sous-traitants) et les différentes étapes d’un projet de construction, de l’analyse des besoins jusqu’à l’entretien du parement. Dans un deuxième temps, l’étude confirme les barrières à l’utilisation du bois : l'entretien récurrent, la règlementation, l’offre de produit et les problèmes techniques reliés aux détails de construction et à l’installation. La juxtaposition des résultats précédents a permis de mettre en évidence un décalage entre les besoins des acteurs et les produits de lambris actuellement présents sur le marché. Il a ainsi été possible d’émettre des recommandations pour favoriser l’utilisation du bois. Les recommandations s’organisent autour de trois axes : communication, adaptation et développement. Ultimement, les recommandations aideront les manufacturiers de lambris de bois non seulement dans la mise en marché, mais également dans le développement de produits.
Traditionally, wood is used as an exterior cladding material in residential construction for its economic, aesthetic and environmental benefits. However, the current structure of the non-residential market means that wood paneling products are hampered in the non-residential market access. The non-residential market is nevertheless strategic given its size and growth. Moreover, increased use of wood in the construction sector reduces the environmental impact of buildings. Thus, the objective of the project is to explore the potential use of wood in non-residential construction. The multidisciplinary context of the study leads to the use of a systemic approach based on a range of methods including semi-directed interviews, online surveys, and websites analysis. The results of the study show that current wood cladding products are not suitable for the non-residential market. First, the study organizes the various aspects that contribute to the selection of a cladding for non-residential buildings. The project considers the various stakeholders involved (clients, architects, contractors, subcontractors) and the life cycle of a project from identification of the needs to maintenance of the cladding. Secondly, the study confirms the barriers to the use of wood: recurring maintenance, regulations, product offer and technical problems related to construction details and installation. The juxtaposition of the previous results revealed a discrepancy between the needs of the stakeholders and the cladding products currently on the market. Thus, it was possible to provide recommendations to promote the use of wood. The recommendations are organized around three axes: communication, adaptation and development. Ultimately, the recommendations will help wood cladding manufacturers not only in marketing but also in product development.

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Tran, Trong Tuan. "Comportement au feu des structures bois assemblées par des tourillons en bois densifié." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2021. http://www.theses.fr/2021LORR0298.

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Abstract:

Dans le cadre d’un projet européen, un nouvel assemblage par tourillons densifiés permettant de maintenir des lamelles en bois est en cours de validation au niveau structurel. Ce type d’assemblage possède l’avantage de ne pas utiliser de colles et de permettre de fabriquer des structures de grandes dimensions ne comportant que du bois. Le principe consiste à mettre en place les planches de bois comme souhaité, puis à percer et introduire des tourillons densifiés : sous l’effet de la reprise d’humidité, les tourillons densifiés gonflent et bloquent l’assemblage, rendant la structure rigide. L’utilisation de ce type d’assemblages nécessite une multitude de vérifications de dimensionnement et de comportement à des sollicitations diverses dont les variations thermomécaniques. Ainsi, dans le cadre de ce travail de thèse, l’objectif sera de caractériser le comportement des assemblages lamelles de bois par tourillons densifiées soumises à des contraintes thermo-hydriques importantes, notamment lors d’incendie. Pour ce faire, nous proposons une approche couplée par expérimentations et par modélisation numérique. Les expérimentations permettront dans un premier temps d’acquérir les données de base pour développer le modèle. La modélisation numérique permettra ensuite de mieux comprendre les mécanismes mis en jeu lors de l’incendie de ces types de structures pour en améliorer les performances. Cela permettra en outre de réduire le nombre d’essais couteux. Le modèle sera validé par des mesures de températures à différentes profondeurs dans la section des lamelles, mais aussi au sein des tourillons densifiés. Ces résultats seront alors confrontés à des essais expérimentaux pour validation sur quelques essais au feu en sollicitations mécaniques. Ce modèle pourra alors être utilisé pour estimer le comportement de structures plus complexes soumises à un incendie et fournir des données de base pour le dimensionnement de bâtiments complets. Les résultats pourront également servir de base pour amender les textes réglementaires tels que l’Eurocode 5
As part of a European project, a new assembly using densified dowels to hold wooden slats is currently being validated at the structural level. This type of assembly has the advantage of not using glues and of making it possible to manufacture large-sized structures consisting only of wood. The principle consists of positioning the wooden planks as desired, then drilling and inserting densified dowels: under the effect of moisture absorption, the densified dowels swell and block the assembly, making the structure rigid.The use of this type of assembly requires a multitude of sizing and behavior checks under various stresses, including thermomechanical variations. Thus, within the framework of this thesis work, the objective will be to characterize the behavior of wood lamellar assemblies by densified dowels subjected to significant thermo-hydric stresses, in particular during the fire. To do this, we propose an approach coupled with experiments and numerical modeling. The experiments will first allow the acquisition of the basic data to develop the model. Numerical modeling will then make it possible to better understand the mechanisms involved in the fire of these types of structures in order to improve their performance. This will also reduce the number of expensive trials. The model will be validated by temperature measurements at different depths in the section of the lamellae, but also within the densified dowels. These results will then be compared to experimental tests for validation on a few fire tests under mechanical stress.This model can then be used to estimate the behavior of more complex structures subjected to fire and to provide basic data for the sizing of complete buildings. The results can also serve as a basis for amending regulatory texts such as Eurocode 5

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Ramananantoandro, Tahiana. "Implications tactiles et visuelles de la rugosité du bois et des matériaux dérivés du pin maritime." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00793158.

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Abstract:

Les industriels sont actuellement de plus en plus nombreux à s'intéresser aux propriétés psychosensorielles de leurs produits. Le toucher, au même titre que les autres sens, joue un rôle important dans la décision d'achat des consommateurs. Ce travail porte sur l'exploration de l'incidence des propriétés topographiques de surface sur les sensations de rugosité au toucher et sur l'influence de la texture couleur sur les perceptions de rugosité tactile. Les expériences ont été menées sur divers materiaux derivés du bois de pin maritime. Ces matériaux sont soit bruts ou poncés avec différentes tailles de grains. Pour cela, trois études complémentaires ont été réalisées :A) mesures des paramètres de rugosité par deux techniques d'acquisition 3d sans contact, B) acquisitions d'images à l'aide d'un appareil photo numérique sous la même condition d'illumination,C) évaluation sensorielle des échantillons par un panel de sujets naïfs. Les résultats sont confrontés afin de trouver les corrélations entre les propriétés physiques mesurées et les résultats de mesures sensorielles.

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Yahyaoui, Imen. "Contribution au suivi par émission acoustique de l'endommagement des structures multi-matériaux à base de bois." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30266/document.

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Abstract:

Aujourd'hui les structures multi-matériaux à base de bois sont en plein essor. Ces structures mixtes sont à la fois originales et mécaniquement prometteuses. En revanche, leur utilisation est encore récente. Cela se traduit par une certaine méconnaissance de leur comportement et notamment vis-à-vis de la présence des endommagements pouvant conduire à la dégradation de leurs propriétés mécaniques. Dans ce cadre, l'émission acoustique peut être une alternative pour l'inspection et le contrôle de ces structures. Afin de caractériser l'évolution de l'endommagement dans les structures multi-matériaux, il est indispensable de commencer par la caractérisation de l'endommagement de chaque matériau isolé. Le travail de recherche présenté dans ce document porte donc sur la caractérisation par émission acoustique de l'endommagement du matériau principal de la structure qui est le matériau bois. L'une des difficultés associée à son suivi par émission acoustique tient en particulier à la variation de sa réponse acoustique selon la structure du matériau, le type d'essence et la sollicitation appliquée. Dans cette étude, à partir de trois types d'essais mécaniques normalisés (traction, compression et flexion), l'endommagement de trois essences de bois (Douglas, sapin pectiné et peuplier) a été caractérisé par la technique d'émission acoustique. Les résultats obtenus montrent que l'émission acoustique est une technique performante pour la détection précoce de l'endommagement du matériau bois. Elle permet également d'affiner les scénarios d'endommagement et de différencier les signatures acoustiques des différents mécanismes par le biais d'algorithmes de reconnaissance de forme. En outre, les résultats obtenus ont vérifiés que la réponse acoustique est dépendante de l'essence et du type de sollicitation
The application of wood-concrete-composite hybrid materials in a mechanical structure is increasing day after day. These multi-material structures are both original and mechanically promising. Nevertheless, their use is still recent. This results are in a certain lack of knowledge about their behavior and in particular with regard to the presence of damage which may lead to the degradation of their mechanical properties. In this context, acoustic emission (AE) may be an appropriate non destructive method for the inspection and control of these structures. In order to characterize the evolution of damage in multi-material structures, it is essential to characterize the damage of each constituent material. This work presents the first part of the project for assessment of hybrid structures. It concerns the characterization by acoustic emission of the damage of wood material. One of the difficulties associated with acoustic emission monitoring of wood is the variability and the complexities in its response, because the AE response depends on the structure of the wood specie and the loading condition. In this study, under different mechanical loading (standard tensile, compression and bending tests), damage of three wood species (Douglas fir, Silver fir and poplar) is characterized by the technique of acoustic emission. Results obtained show that the acoustic emission is efficient for the early detection of the damage of the wood material. It also allows to refine the damage scenarios and to differentiate the acoustic signatures of different mechanisms by means of unsupervised pattern recognition algorithms. Moreover, the results confirm that the acoustic response is dependent on the wood specie but also on the loading condition

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Tlijani, Mohamed. "Contribution à la caractérisation thermophysique de matériaux bio-isolants : valorisation des déchets de bois de palmier." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1157/document.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans un contexte favorable au développement de nouveaux bétons dans le domaine du génie civil. Il consiste en la mise au point et la caractérisation d un béton renforcé de fibres obtenues à partir des déchets de bois de palmiers dattiers. Une première partie est consacrée à l’étude expérimentale des propriétés thermophysiques des fibres naturelles du palmier dattier. On montre que les facteurs essentiels affectant la conductivité thermique sont la variété du palmier dattier et l’orientation des fibres et que le bois de pétiole de palme est la partie la plus intéressante en tant qu’isolant thermique. les fibres végétales du bois de pétiole constituent, donc une alternative intéressante aux fibres inorganiques et synthétiques .Afin de remédier aux problèmes de stabilité dimensionnelle et de dégradation, on optimise la concentration du prétraitement alcalin nécessaire pour nettoyer et modifier la surface des fibres. Les effets du traitement sont étudiés au moyen d’un microscope électronique à balayage. Les conséquences sur les propriétés mécaniques du traitement alcalin sont également mises en évidence. L’analyse des résultats conduit à choisir une concentration optimale de 0,75 % pour l’hydroxyde de sodium.On s’intéresse ensuite au comportement du matériau composite obtenu à partir de chaux et de fibres de bois de palmier. On propose une démarche expérimentale et théorique originale sur la conductivité thermique, basée sur l’homogénéisation, de différentes formulations du béton de bois de pétiole de palmier ainsi que sur l’influence de la porosité. Finalement ce béton présente d’excellentes performances de point de vue isolation thermique.Finalement, on a procédé à une simulation numérique des phénomènes de transfert de chaleur au sein du béton de pétiole afin de valider le modèle de prédiction théorique choisi. nous avons, en effet refléchi à un modèle numérique inspiré de la modélisation théorique auto-cohérente (HAC) pour prédire la conductivité thermique numérique, basé sur des sphères concentriques d’air et de bois de pétiole occupant le centre de la matrice chaux, afin de balayer numériquement toutes les possibilites de dispositions de charges dans le composite. La dernière partie propose une validation des résultats expérimentaux obtenus à partir du développement d’un modèle tridimensionnel
The growing interest in new concrete and their use in many fields of civil engineering was that we wanted to bring a new approach to the design of a new product consisting of a reinforced concrete with basel end frond palm fibers. This led us to conduct the experimental study of thermal properties of natural fibers of date palm (Phoenix dactylifera L.). The analysis of experimental results showed that the essential factors affecting the thermal conductivity are the variety of date palm and the fiber orientation and that the basel end of the frond palm is the most interesting part as thermal insulation. However, the main problem encountered when using plant fibers as reinforcement is cohesion, bonding with the matrix and dimensional instability so the composite loses its mechanical properties. In this context, an alkaline pretreatment of palm fibers was envisaged to clean and modify the fiber surface to address the problems of dimensional stability of the fibers and degradation before their use as reinforcement in the cement matrix. We also studied the influence of chemical treatment with sodium hydroxide on the mechanical properties of processed samples, they were subjected to the tensile test to estimate the fracture strength for each treatment concentration, the Young's modulus and elongation at break corresponding. Subsequently, we conducted experimental and theoretical research on the thermal conductivity of different formulations of basel end palm wood concrete composite. The study of the theoretical apparent thermal conductivity was based on an approach that relies on a process whereas the material consists of a solid matrix combined with a fluid phase (air). Finally, we performed a numerical simulation of heat transfer phenomena to assess the thermal conductivity of basel end frond palm concrete composite and validate subsequently the theoretical prediction model selected. The results showed that the numerical approach based on the isotropic orientation of the particles in the composite coincides and approaches the physical reality

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Tlijani, Mohamed. "Contribution à la caractérisation thermophysique de matériaux bio-isolants : valorisation des déchets de bois de palmier." Electronic Thesis or Diss., Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1157.

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Abstract:

Ce travail s’inscrit dans un contexte favorable au développement de nouveaux bétons dans le domaine du génie civil. Il consiste en la mise au point et la caractérisation d un béton renforcé de fibres obtenues à partir des déchets de bois de palmiers dattiers. Une première partie est consacrée à l’étude expérimentale des propriétés thermophysiques des fibres naturelles du palmier dattier. On montre que les facteurs essentiels affectant la conductivité thermique sont la variété du palmier dattier et l’orientation des fibres et que le bois de pétiole de palme est la partie la plus intéressante en tant qu’isolant thermique. les fibres végétales du bois de pétiole constituent, donc une alternative intéressante aux fibres inorganiques et synthétiques .Afin de remédier aux problèmes de stabilité dimensionnelle et de dégradation, on optimise la concentration du prétraitement alcalin nécessaire pour nettoyer et modifier la surface des fibres. Les effets du traitement sont étudiés au moyen d’un microscope électronique à balayage. Les conséquences sur les propriétés mécaniques du traitement alcalin sont également mises en évidence. L’analyse des résultats conduit à choisir une concentration optimale de 0,75 % pour l’hydroxyde de sodium.On s’intéresse ensuite au comportement du matériau composite obtenu à partir de chaux et de fibres de bois de palmier. On propose une démarche expérimentale et théorique originale sur la conductivité thermique, basée sur l’homogénéisation, de différentes formulations du béton de bois de pétiole de palmier ainsi que sur l’influence de la porosité. Finalement ce béton présente d’excellentes performances de point de vue isolation thermique.Finalement, on a procédé à une simulation numérique des phénomènes de transfert de chaleur au sein du béton de pétiole afin de valider le modèle de prédiction théorique choisi. nous avons, en effet refléchi à un modèle numérique inspiré de la modélisation théorique auto-cohérente (HAC) pour prédire la conductivité thermique numérique, basé sur des sphères concentriques d’air et de bois de pétiole occupant le centre de la matrice chaux, afin de balayer numériquement toutes les possibilites de dispositions de charges dans le composite. La dernière partie propose une validation des résultats expérimentaux obtenus à partir du développement d’un modèle tridimensionnel
The growing interest in new concrete and their use in many fields of civil engineering was that we wanted to bring a new approach to the design of a new product consisting of a reinforced concrete with basel end frond palm fibers. This led us to conduct the experimental study of thermal properties of natural fibers of date palm (Phoenix dactylifera L.). The analysis of experimental results showed that the essential factors affecting the thermal conductivity are the variety of date palm and the fiber orientation and that the basel end of the frond palm is the most interesting part as thermal insulation. However, the main problem encountered when using plant fibers as reinforcement is cohesion, bonding with the matrix and dimensional instability so the composite loses its mechanical properties. In this context, an alkaline pretreatment of palm fibers was envisaged to clean and modify the fiber surface to address the problems of dimensional stability of the fibers and degradation before their use as reinforcement in the cement matrix. We also studied the influence of chemical treatment with sodium hydroxide on the mechanical properties of processed samples, they were subjected to the tensile test to estimate the fracture strength for each treatment concentration, the Young's modulus and elongation at break corresponding. Subsequently, we conducted experimental and theoretical research on the thermal conductivity of different formulations of basel end palm wood concrete composite. The study of the theoretical apparent thermal conductivity was based on an approach that relies on a process whereas the material consists of a solid matrix combined with a fluid phase (air). Finally, we performed a numerical simulation of heat transfer phenomena to assess the thermal conductivity of basel end frond palm concrete composite and validate subsequently the theoretical prediction model selected. The results showed that the numerical approach based on the isotropic orientation of the particles in the composite coincides and approaches the physical reality

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Thiebaud-Roux, Sophie. "Valorisation chimique de composés lignocellulosiques : obtention de nouveaux matériaux." Phd thesis, Toulouse, INPT, 1995. http://oatao.univ-toulouse.fr/7362/1/thiebaud.pdf.

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Abstract:

Le développement industriel et économique de ces dernières décennies a entraîné une forte production de déchets de l'agriculture. Une des valorisations possibles de ces co-produits est leur conversion en matériaux thermoplastiques par la modification chimique des fonctions hydroxyles de la matière lignocellulosique. Une méthode d’estérification du bois par des chlorures d’acides gras en l’absence de solvant organique est proposée. Un courant d’azote a permis d’entraîner le chlorure d’hydrogène formé au cours de la synthèse et de déplacer l’équilibre de la réaction. L’optimisation des conditions expérimentales (débit d’azote, température et durée de la réaction, quantité de chlorure d’acide) a permis d’obtenir avec le chlorure d’octanoyle un gain de poids expérimental de l’échantillon estérifié de 87% et un taux d’ester de 60%. Une fraction de bois estérifié (52%) s’est solubilisée dans le milieu réactionnel lors de l’estérification. Deux pré traitements de la matière lignocellulosique ont été testés : l’ozonisation et l’hydrolyse acide douce. Ce dernier est le plus intéressant car il conduit à un gain de poids expérimental plus élevé (102%). La généralisation de la réaction d’estérification du bois à d’autres chlorures d’acides gras (décanoïque à octadécanoïque) et à d’autres déchets lignocellulosiques (bagasse d'agave, jacinthe d’eau, paille de blé, moelle de sorgho) a mis en évidence une différence de réactivité liée à la composition chimique du substrat et à la longueur de la chaîne carbonée du réactif. L’estérification du bois par les chlorures d’acides gras lui a conféré de nouvelles propriétés telles que la thermoplasticité due à la diminution de la cristallinité de la cellulose du bois durant la modification chimique, l’hydrophobicité et une meilleure stabilité thermique.

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Enab, Tawakol. "Analyse théorique et expérimentale du comportement des poutres stratifiées bois et composites piezoélectriques." Chambéry, 2004. http://www.theses.fr/2004CHAMS016.

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Abstract:

Cette étude est divisée en deux parties. La première artie a pour objet de déterminer les modules pondérés en torsion {GJ} et en cisaillement K/{GS} pour un composite à base de bois (Kerto®). Deux approches MEF en déplacement et en contrainte sont réalisées pour l'étude d'une section quelconque constituée de matériaux orthotropes. Afin de valider ces deux approches, nous effectuons les comparaisons avec les valeurs obtenues expérimentalement lors d'essais de torsion d'éprouvettes prélevées directement dans les panneaux fournis par Finnforest, ainsi qu'avec les résultats obtenus avec le code commercial ANSYS®. Les programmes proposés permettent de déterminer clairement la position du centre de torsion et de camlculer les modules pondérés en torsion {GJ} et en cisaillement [K/{GS} tout en prenant en compte l'effet du film de colle. La deuxième partie est consacrée au développement de l'élaboration et à la modélisation des composites à fibres piézoélectriques. Cette partie a été conçue avec deux objectifs. Le premier est de développer un procédé de fabrication d'inserts composites à fibres piézoélectriques. La méthode développée conduit à un composite unidirectionnel segménté, où les tronçons, dont chacune des extrémités est métallisée, sont séparés par un joint de résine époxyde. Cette technique permet de controler avec précision les différentes caractéristiques du piézcomposite, à savoir la fraction volumique, la répartition des fibres et la longueur de segmentation. Le deuxième objectif de ce travail est de proposer un outil de modélisation, basé sur l'homogénéisation, d'une structure du type poutre contenant des inserts composites à fibres piézoélectriques, afin de prévoirles performances de ces inserts en fonction des principaux paramètres (longueur des segments, taux de fibres). Des poutres avec des inserts piezocomposites avec deux fractions volumiques différentes segmentées à différentes longueurs sont réalisées. Un modème ANSYS® est développé pour analyserl'effet de la longueur de segmentation sur le coefficient de couplage électromécanique. La comparaison expérience/calcul dev aleurs des coefficients de couplage électromécanique montre une bonne cohérence
This study is divided into two parts. The first part is devoted to determining the equivalent moduli in torsion {GJ} and in shearing K/{GS} for a wood based composite (Kerto®). Two finite element FEM approaches in displacement (upper bounds) and stress (lower bounds) are developed to study any type of heterogeneous crosssection beams. In order to validate these two approaches we carried out comparisons with the values obtained from torsion experiments at specimens taken directly from the panels provided by Finnforest, furthermore with the results obtained with the commercial FEM code ANSYS®. The developed programs make it possible to clearly locate the position of the torsion center and to calculate the equivalent moduli in torsion {GJ} and in shearing K/{GS} while taking into account the effect adhesive film layers. The second part is devoted to the development of manufacturing process and modeling of the piezoelectric fibers composites. This part was conceived with two objectives. The first objective is to develop the manufacturing process of piezoelectric fiber composite inserts. The developed method leads to a unidirectional segmented composite, where the segments are separated by an epoxy joint. This technique makes it possible to control with precision the various characteristics of the piezocomposite, such as the volume fraction

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Clair, Bruno. "Enquête sur le comportement paradoxal du bois de tension." Habilitation à diriger des recherches, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00818173.

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Abstract:

Ce document reprend la structure de mon dossier de candidature au CNRS avec une réflexion sur le contexte et les enjeux de mes recherches suivi d'un aperçu rapide de mes activités de recherche. Ensuite, j'ai voulu montrer l'enchainement logique des travaux qui nous ont conduit à résoudre l'énigme du retrait paradoxal du bois de tension. Cette question qui depuis le début, il y a 10 ans, est présente dans mes recherches trouve aujourd'hui des éléments de réponse. Enfin, mon curriculum vitae donne une idée de ma production scientifique, de mes activités de formation et d'encadrement, de mon implication dans la vie de la recherche localement, au niveau national et international.

Dissertations / Theses on the topic 'Matériaux en bois/bambou'

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