Détermination des propriétés élastiques et du retrait d'un cerne annuel de chêne dans le plan transverse : description de la morphologie, mesures des propriétés microscopiques et calculs d'homogénéisation

par Eric Badel

Thèse de doctorat en Sciences forestières et sciences du bois

Sous la direction de Patrick Perré.

Soutenue en 1999

à Nancy, ENGREF .


  • Résumé

    Le bois est un matériau composite aux propriétés fortement variables. Le travail de cette thèse se situe dans le cadre d'une approche déterministe visant à comprendre les propriétés mécaniques et de retrait du bois de chêne en fonction de l'organisation de ses éléments structuraux et de leurs propriétés microscopiques. Réalisée à l'échelle de l'accroissement annuel, cette approche requiert deux types de données nécessitant la mise en place d'une chaine d'outils spécifiques : 1/ la morphologie définit les éléments structuraux (rayons ligneux, fibres) et leur distribution spatiale au sein du matériau. Cette description est obtenue grâce au développement d'un dispositif d'imagerie numérique basé sur le principe de l'atténuation d'un rayonnement x. 2/ les propriétés microscopiques des éléments constitutifs du plan ligneux du chêne. Dans le cadre de cette étude, deux types d'échantillons (quelques centaines de micromètres) sont préparés au sein de chacun des constituants : - Les premiers sont sollicités en traction grâce à une machine d'essai placée sous microscope. La comparaison d'images de la structure à différents niveaux de stress permet d'accéder à des propriétés élastiques (modules d'young, coefficients de poisson). - Les seconds sont disposés dans une chambre climatique placée au sein du dispositif d'imagerie x. La comparaison d'images réalisées à différents états hydriques permet, sans contact, d'accéder aux coefficients de gonflement des éprouvettes, simultanement dans deux directions. L'utilisation d'un outil numérique d'homogénéisation, morphopore, permet d'assembler ces connaissances afin de calculer les propriétés macroscopiques d'accroissements annuels. Les images de la morphologie issues du banc d'imagerie x sont alors la base d'un maillage numérique ; les propriétés microscopiques des différents tissus qui y sont injectées étant issues essentiellement des mesures expérimentales. Les potentialités de l'outil sont présentées au travers de quelques études de cas.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (176 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 159-163

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  • Bibliothèque : Université de Montpellier. Bibliothèque du LMGC.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH-BAD-99
  • Bibliothèque : AgroParisTech Engref. Centre de documentation.
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