Добірка наукової літератури з теми "Matériaux en bois/bambou"

L’agroforesterie consiste en l’association dans l’espace ou dans le temps d’un ligneux (arbre, palmier, liane) avec une ou plusieurs espèces annuelles ou pluriannuelles. Les systèmes agroforestiers se caractérisent ainsi par le degré de complexité des associations végétales qui les composent, et par leur structure spatiale, décrite en termes de strates verticales et de répartition horizontale (occupation des sols). Ces systèmes sont très variés, allant de l’association d’une culture pérenne plantée en lignes avec des cultures intercalaires à des systèmes complexes associant une multitude d’espèces végétales pérennes, pluriannuelles et annuelles dans une architecture multi -strates proche de celle d’une forêt naturelle, ces derniers systèmes étant communément appelés agroforêts. Ces sys-tèmes agroforestiers sont alors des plantations paysannes combinant des cultures de rente pérennes (hévéa, caféier, cacaoyer, cocotier…) avec d’autres plantes utiles comme des arbres à bois, des arbres fruitiers, des cultures vivrières, des matériaux pour l’artisanat (palmier, rotin, bambou) et des plantes médicinales...

Les paysages viticoles illustrent l'activité créatrice des vignerons au fil des siècles. Les caractéristiques géographiques locales structurent la topographie du paysage. Les vignerons sont les concepteurs et les réalisateurs de l'aménagement paysager. Une série d'exemples met en avant les matériaux et le savoir- faire local. Pierre, végétaux, bois, argile, métaux et plastique sont utilisés dans des contextes liés à l'espace viticole et influencés par la société de chaque époque. La gestion de l'eau est un facteur déterminant à Porto, à Banyuls et dans le Médoc. Les techniques des vignerons s'inspirent des savoirs faire extérieurs. Le deuxième volet concerne les supports de la vigne. Certains ont disparus avec la modernisation de la viticulture. La pierre, le bois pour les échalas ont reculé devant le métal à la fin du XIXe siècle.

La disponibilité en quantité importante des sous-produits renouvelable des palmiers dattiers laisse envisager leur utilisation comme renfort dans les matériaux composites et les structures d’isolation. Ceci nécessite la caractérisation physico-mécanique des différentes composantes du palmier. Dans ce contexte, cette étude a été entamée pour la caractérisation d’une composante importante du palmier qui est la palme mûre. La palme étant décomposée essentiellement en deux parties, le Pétiole et le Rachis, la caractérisation a été portée alors sur le bois fibreux et les fibres de ces deux parties. La caractérisation physique concernera la masse volumique des fibres et de la matrice végétale (lignine) ainsi que le taux d’humidité dans les différentes parties de la palme. Les essais mécaniques ont permis de déterminer les caractéristiques mécaniques du bois fibreux et des fibres extraites des deux parties de la palme après le séchage. À l’issue de cette étude, les résultats obtenus montrent l’influence de la position de l’échantillon testé sur les propriétés physico-mécaniques. Ils ont permis également de situer ce type de bois fibreux et ces fibres parmi d’autres résultats de la littérature scientifique et d’envisager de les utiliser dans la mise en œuvre des matériaux composites et dans des éléments d’isolation.

Une idée répandue est que le remplacement par du bois des combustibles fossiles et des matériaux énergivores est une meilleure stratégie pour atténuer le changement climatique que le stockage de carbone dans les forêts. Cette opinion découle de l’assertion de « neutralité carbone de la biomasse » à laquelle se réfèrent, à tort, les politiques forestière et énergétique d’un grand nombre de pays, notamment en Europe. Les objections de nombreux scientifiques sont restées jusqu’à présent sans effet, sans doute par manque d’une description suffisamment simple, compréhensible par tous, de la véritable empreinte carbone des produits ligneux récoltés. Cet article montre, à partir des fondamentaux, que l’augmentation de la récolte et des usages du bois est contre-productive pour les objectifs d’atténuation du changement climatique, notamment lorsque le bois est utilisé comme combustible.

Résumé Jusqu’à la vente de bois commerciaux venus du sud, les populations installées le long des côtes des régions septentrionales d’Amérique du Nord et de Sibérie allaient régulièrement sur les plages s’approvisionner en bois flottés, principale source de ligneux dans ces régions dénuées d’arbres. Dans les sites archéologiques arctiques et particulièrement dans les dépôts des 2 000 dernières années, la conservation des vestiges en bois est souvent remarquable et fournit aux archéologues des assemblages numériquement représentatifs. Pourtant, ces vestiges ont rarement fait l’objet d’études approfondies malgré l’intérêt d’étudier l’exploitation d’une telle ressource dans des régions qui ne la produisent pas. Cet article discute de la nécessité de connaître la nature des accumulations de bois flotté (modalités de formation des dépôts naturels, propriétés des matériaux disponibles, etc.) afin de mieux comprendre: 1) la formation des assemblages archéologiques en bois, 2) la disponibilité des bois d’oeuvre à l’époque d’occupation du site, et 3) les variables de la sélection des bois par les occupants des sites. L'article présente aussi les résultats d’un premier inventaire de la disponibilité et de la composition actuelle des amas naturels de bois flotté dans le détroit de Béring et dans le sud de la péninsule des Tchouktches. Il s’appuie sur l’étude de collections archéologiques de sites alaskiens datés du 6e et du 11e-15e siècles ap. J.-C. pour montrer comment l’établissement de tels référentiels sur les bois flottés devrait à long terme améliorer l’interprétation chronologique, technique, voire sociale, des vestiges en bois des sites de l’Arctique.

Cement production impacts the environment from raw materials extraction to its industrialized production. Implementing supplementary cementitious materials (SCM) to replace cement is an economical and sustainable practice. Agricultural wastes, for example, represent a new source of SCM studied over the last decades, mainly due to its high generation around the world. Among the published review papers about agro-waste in civil construction, bamboo ashes (BA) appear secondary in large-scale studies. Thus, this work aimed to evaluate BA potential use in the construction industry as cement replacement by identifying their behavior in cementitious compounds and discovering the research gaps about this topic. We overviewed the published literature about concrete made with BA, synthesizing data about BA chemical composition and mechanical and physical characteristics of cementitious materials made with these ashes. We identified a preference for bamboo leaves ashes as SCM, potentially due to its high silica amount. However, other biological and environmental parameters that alter the bamboo chemical composition were not discussed in the papers. Concerning compressive strength, 90% of the studies with BA reported cementitious materials with a strength activity index acceptable for use. This review also identified an optimal percentage of cement replacement with BA ranging from 8% to 12% in concrete specimens. Concrete and mortar with BA also showed a lower density than the reference samples made only with cement. We concluded that BA are promising alternatives to replace cement since they provide desirable mechanical and physical characteristics to concrete and meet sustainability requirements. Besides that, we raised some topics that may guide future researches: (1) the natural and artificial parameters that affect BA composition; (2) BA chemical and physical behavior under microscopical conditions in cementitious composites; and (3) the economic advantages associated with replacing cement with BA. Keywords: Cement substitutes. Addition. Artificial pozzolan. Sustainability. Supplementary cementitious materials. Cinzas de bambu como alternativa eco-amigável ao cimento - uma revisão sistemática Resumo A produção de cimento impacta o meio ambiente desde a extração de matérias-primas até sua produção industrializada, o que reforça a demanda por materiais cimentícios suplementares (MCS) para substituir, mesmo que parcialmente, o uso do cimento. Os resíduos agrícolas, por exemplo, são um bom exemplo de MCS estudado nas últimas décadas, principalmente devido à sua alta geração em todo o mundo. Dentre os artigos de revisão publicados sobre o uso de resíduos agrícolas na construção civil, as cinzas de bambu figuram apenas como subtópico em estudos maiores. Logo, esse trabalho objetivou avaliar o potencial do uso de cinzas de bambu na indústria da construção civil como substituinte parcial ao cimento identificando seu comportamento em compostos cimentícios e sugerindo temas para pesquisas futuras. Esta revisão sistemática fornece uma visão geral da literatura publicada sobre argamassas e concretos feito com cinzas de bambu, sintetizando dados sobre a composição química dessas cinzas e as características mecânicas e físicas dos materiais cimentícios feitos com elas. Identificou-se uma preferência pelo uso de cinzas de bambu advindas da calcinação das folhas dessa planta, potencialmente devido ao seu alto teor de sílica. No entanto, existem parâmetros biológicos e ambientais que alteram a composição química do bambu e que não são discutidos pelos artigos. Quanto à resistência, 90% dos estudos que empregaram cinzas de bambu reportaram à resistência compressão admissível para uso em construções. Levantou-se, também, que a porcentagem ideal de substituição de cimento por cinzas de bambu varia de 8% a 12% em amostras de concreto. Os materiais cimentícios com cinzas de bambu também apresentaram densidade menor que a das amostras de referência feitas apenas com cimento. Conclui-se pelo estudo que as cinzas de bambu são alternativas promissoras para substituir parcialmente o cimento visto que elas proporcionam boas características mecânicas e físicas ao concreto e atendem a demandas sustentáveis. Além disso, foram levantadas lacunas na literatura que podem guiar futuras pesquisas, quais sejam: (1) os parâmetros naturais e artificiais que afetam a composição química das cinzas de bambu; (2) o comportamento químico e físico de cinzas de bambu em compósitos cimentícios sob condições microscópicas; e (3) as vantagens econômicas associadas a substituir parcialmente cimento por cinzas de bambu. Palavras-chave: Substitutos do cimento. Adição. Pozolana artificial. Sustentabilidade. Materiais cimentícios suplementares.

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

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

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.

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

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

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

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. . . ]

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

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

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.

Ce chapitre passe en revue les différentes familles de produits d’emballage en bois avec leurs avantages et contraintes. Les procédés de fabrication de ces emballages sont décrits. Les interactions avec les aliments, voulues ou évitées, ainsi que les risques sanitaires sont discutés.

Ce chapitre est consacré aux techniques et aux principaux matériaux utilisés pour la construction des tissus urbains à travers l’histoire (bois, terre, pierre, métal, béton). Il analyse les évolutions qui en découlent en termes d’architecture, de forme et de densité urbaines, impliquant un redimensionnement des quartiers dans leurs proportions, leur hauteur et leur style.

Le bois déchet constitue une source de matière première abondante et peu onéreuse pour la production de nouveaux matériaux. Ce chapitre décrit la situation actuelle en matière de tri et de réutilisation « matière », en cascade par production de panneaux de particules. Il décrit également les travaux de recherche et les innovations en cours visant à améliorer les filières en place.

À l’échelle de leur cycle de vie, toutes les constructions de Suisse – c’est-à-dire les bâtiments, les routes, les ouvrages d’infrastructure, etc. – représentent environ 50 % des besoins d’énergie finale de la Suisse. De plus, elles sont responsables de plus de 30 % des émissions de CO2, un gaz à effet de serre. Au cours des dernières décennies, les besoins énergétiques et les émissions de CO2 liées à l’utilisation des bâtiments ont fortement diminué. L’énergie grise contenue dans les bâtiments et les émissions de CO2 issues de la production des matériaux de construction, de la rénovation et du démantèlement sont cependant restées élevées. Le potentiel d’amélioration est considérable à cet égard. Le projet conjoint « Béton à basse énergie » jette les fondements d’une transformation de l’industrie de la construction en un secteur durable. Il se concentre notamment sur le béton en tant que matériau de construction engendrant des niveaux particulièrement élevés d’énergie grise et d’émissions de CO2. Les résultats de ce projet conjoint sont résumés et interprétés dans la présente synthèse « Constructions durables en béton ». Le projet conjoint s’est avant tout concentré sur les objectifs suivants : Réduire les émissions de CO2 et l’énergie grise par une diminution drastique du clinker dans le ciment. Réduire l’énergie grise en remplaçant l’acier d’armature et de précontrainte dans les structures en béton par du bois et des matériaux de synthèse. Allonger la durée de vie des ouvrages grâce à une surveillance professionnelle et des mesures de rénovation adéquates, ce qui réduit les moyennes annuelles d’énergie grise et d’émissions de CO2. Les recherches montrent que les émissions de CO2 causées par le béton et les structures en béton peuvent être réduites d’un facteur 4 et l’énergie grise mobilisée d’un facteur 3.