Caractérisation des propriétés physiques et mécaniques du bois densifié par procédé thermo-hydromécanique

Details

Supervisors

Thomas Pardoen

Faculty

Ecole polytechnique de Louvain

Degree label

Master [120] : ingénieur civil des constructions, à finalité spécialisée

Abstract

En raison du changement climatique, les forêts belges se retrouvent sous pression. Afin d'en garantir une gestion durable et résiliente, le secteur forestier cherche à diversifier les espèces d'arbres en combinant celles cultivées aujourd'hui pour le bois de construction à d'autres essences à croissance rapide, de moindre densité. Il est dès lors impératif de trouver des méthodes permettant de valoriser ces ressources en bois de faible densité, souvent sous-utilisées dans l'industrie. La densification thermo-hydromécanique est un procédé qui implique la combinaison de chaleur, d'humidité et de pression mécanique pour densifier le bois et de ce fait améliorer ses propriétés mécaniques. Dans le cadre de ce travail, cette méthode a été employée pour densifier du peuplier. Le processus de densification thermo-hydromécanique s'est déroulé en trois étapes : le prétraitement, la densification à proprement parler et le post-traitement. Le prétraitement vise à préparer le bois à la densification et le post-traitement a pour but de fixer le bois dans sa conformation déformée afin d'accroître sa stabilité dimensionnelle. L'objectif de ce travail consistait en la caractérisation du comportement physique et mécanique du peuplier densifié par procédé thermo-hydromécanique. Les résultats de cette étude ont montré que la densification a conduit à une amélioration significative des caractéristiques mécaniques du bois, tant en ce qui concerne la résistance à la flexion, le module d'élasticité que la dureté. En revanche, elle n'a pas permis de réduire la variabilité des caractéristiques mécaniques du bois. Il a aussi été constaté qu'une augmentation de la température de densification a engendré une amélioration moindre de la résistance à la flexion et du module d'élasticité du bois densifié mais a conféré une dureté parallèle aux fibres supérieure et une meilleure stabilité dimensionnelle. Ce travail a également présenté une analyse de la densification avec mise en forme du bois, qui constitue une voie encore peu explorée à ce jour. Il a été constaté que la température de densification et surtout le taux d'humidité du prétraitement ont exercé une influence considérable sur la conservation de la géométrie imposée par le moule. Dans la perspective d'une meilleure conservation de la forme, un prétraitement à faible taux d'humidité et une température de densification très élevée sont recommandés. Cependant, il a été démontré que ces paramètres conduisent à une réduction des caractéristiques mécaniques du bois.