Optimisation des propriétés mécaniques du peuplier densifié par procédé THM : vers une alternative durable pour les applications en bois de terrasse

Details

Supervisors

Pardoen, Thomas

Faculty

Ecole polytechnique de Louvain

Degree label

Master [120] : ingénieur civil mécanicien, à finalité spécialisée

Abstract

Les forêts belges sont majoritairement constituées de monocultures d'essences choisies pour leur valeur industrielle. Cette homogénéité entraîne une baisse de la biodiversité et une vulnérabilité accrue face au dérèglement climatique. Une diversification des forêts, notamment avec des espèces moins denses mais à croissance plus rapide, comme le peuplier, pourrait renforcer leur résilience tout en soutenant une gestion durable. Il est donc crucial de valoriser ces espèces à plus faible densité pour encourager leur culture et leur intégration dans l'industrie. Dans ce contexte, cette étude explore la densification thermo-hygro-mécanique (THM) du peuplier afin d'améliorer ses propriétés mécaniques et d'en faire un matériau compétitif pour des applications telles que les terrasses. Ce procédé se déroule en trois étapes: le prétraitement, la compression et le post-traitement. Il permet d'augmenter la densité du bois et d'améliorer ses propriétés physiques et mécaniques. Ce travail analyse l'impact de la géométrie des échantillons et des paramètres opératoires (vitesse de compression et température) sur les propriétés du bois densifié, spécifiquement pour une utilisation en tant que bois de terrasse. Des échantillons de peuplier aux géométries variées ont été densifiés à différentes températures et vitesses de compression. Ils ont ensuite été évalués pour leurs propriétés mécaniques (dureté et flexion) et analysés au microscope afin d'étudier les effets des paramètres sur leur microstructure. Les résultats indiquent qu'une densification à plus haute température et à vitesse plus rapide conduit à des performances supérieures, avec une microstructure plus homogène et des dommages internes réduits. Les échantillons de section rectangulaire se distinguent par leur meilleure répartition des contraintes, offrant une efficacité mécanique supérieure à celle des sections carrées. Cependant, les échantillons de grandes dimensions, plus proches des formats standards pour les planches de terrasse, ont affiché des performances mécaniques moindres en raison de gradients thermiques et hygrométriques internes. Ces observations confirment le potentiel du peuplier densifié comme bois de terrasse, tout en soulignant la nécessité d’optimiser davantage le procédé, notamment pour les échantillons de plus grand format.