33 Communications pour le thème
C5 : Colloque « Bois et biomécanique de l’arbre »

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n° 240 How can trees stand up during years using extremely slender beams : the smart and regulated processes of adaptive wood formation.

Meriem Fournier Bruno Moulia Adelin Barbacci Thiéry Constant Catherine Coutand
UMR LERFOB, INRA AgroParisTech-ENGREF 1092
Tree stems are incredibly slender structures that are faced with great mechanical constraints. Their mechanical performance is widely based on a smart regulation of wood formation during growth. We will show how trees perceive their mechanical environment and respond by auto-stressing processes that allow movements and increase safety. We will discuss the choice of relevant mechanical variables (forces, bending moments, strains, stresses …) to build phenomenological laws of perception-response.
communication programmée pour mardi matin 9H50 salle N

n° 905 Flexion des roseaux

Hamid Zaidi
Université de Poitiers-Laboratoire LMS
L’étude porte sur le calcul des contraintes et des déplacements de la tige en tenant compte de l’effet de ces disques de renforts qui permettent à la tige de ne pas s’écraser sous l’effet de ces deux moments fléchissants. La distribution des disques de renforcement le long de la tige creuse permet à la plante de ne pas s’alourdir avec une tige pleine, d’avoir une grande résistance à la flexion comme le prouve le calcul des contraintes de flexion. Dans cette étude nous allons présenter la forme de la plante avec ses renforts de résistance à la flexion. Nous présenterons le moment fléchissant engendré par le déplacement du centre de gravité loin de l’axe vertical à la racine de la plante et le calcul du champ des contraintes de flexion, puis nous analyserons l’influence de l’espacement des renforts.
communication programmée pour mardi matin 10H10 salle N

n° 723 Relation entre forme de l'arbre, indicateur de contrainte de croissance et fentes à l'abattage.

Delphine Jullien Robert Widmann Caroline Loup Bernard Thibaut
Laboratoire de Mécanique et Génie Civil
La qualité du bois de hêtre est fortement liée à la présence de fentes à coeur sur les grumes. Un projet européen visait à étudier la relation entre la forme de l’arbre, les contraintes de croissance et l’apparition de fentes. Les observations ont été réalisées sur 8 sites de 5 pays européens. Les résultats montrent qu’il y a peu de relation entre forme de l’arbre et indicateur de contrainte de croissance. Mais cette large étude a pu mettre quelques tendances en évidence.
communication programmée pour mardi matin 10H50 salle N

n° 77 Modélisation biomécanique de la genèse des précontraintes dans le bois

Tancrède Alméras Bruno Clair Joseph Gril
LMGC, CNRS-Université Montpellier 2
La production de bois précontraint est un élément-clé du design biomécanique des arbres, mais le mécanisme de mise en place de ces précontraintes reste inconnu. Nous explorons différentes hypothèses sur ce mécanisme en relation avec les paramètres de la microstructure du bois (cellulaire, polylamellé, composite à fibre) et le comportement de ses constituants durant sa formation.
communication programmée pour mardi matin 11H10 salle N

n° 91 Mise en évidence de la mise en tension de la cellulose pendant la maturation cellulaire

Bruno Clair Tancrède Alméras Gilles Pilate Delphine Jullien Christian Rieckel
LMGC, CNRS, Université Montpellier 2
Les arbres sont capables de contrôler leur forme en induisant des précontraintes dans le bois nouvellement formé. La génération de celles-ci a lieu pendant la phase de maturation des cellules, mais son mécanisme est aujourd'hui encore énigmatique. Des expérimentations en diffraction des rayons X réalisées sur le micro-rayon du synchrotron de Grenoble ont permis de mettre en évidence la mise en tension de la cellulose avant même la formation de la dernière couche de la paroi du bois de tension (la couche G) pourtant jusque là suspectée d'être le moteur de la mise en tension.
communication programmée pour mardi matin 11H30 salle N

n° 92 Caractérisation nanomécanique des parois cellulaires du bois à différents stades de leur différenciation

Karl Bytebier Olivier Arnould Richard Arinero Bruno Clair Tancrède Alméras
Laboratoire de Mécanique et Génie Civil
L’explication de la réorientation des arbres repose sur la compréhension de la différenciation cellulaire lors de la croissance secondaire au niveau du cambium au cours de laquelle la paroi cellulaire va s’épaissir et se rigidifier occasionnant des précontraintes de croissance. Cette étude a pour objectif de mesurer les propriétés mécaniques de la paroi cellulaire par microscopie à force atomique.
communication programmée pour mardi matin 11H50 salle N

n° 428 Equivalence temps-température dans le bois vert

Jana Dlouha Joseph Gril Bruno Clair Olivier Arnould
LMGC
Les prédictions à long-terme des propriétés viscoélastiques à partir des essais statiques sont en général basées sur l’équivalence temps-température. On se propose de discuter la validité de ce principe et les conditions de son utilisation dans le cas du bois, se basant sur une série d’essais de fluage à température croissante.
communication programmée pour mardi après midi 13H40 salle N

n° 790 Comportement de la cellulose lors d'essais de flexion sur échantillons macroscopiques de bois

Cédric Montero
Laboratoire de Mécanique et Génie Civil
Le bois est formé d'un réseau de cellulose dans une matrice de lignine et d'hémicellulose. La cellulose est l'élément rigidifiant du bois. Mais comment est elle sollicitée, quelle part de l'effort supporte t-elle réellement ? Des essais de flexion sous diffraction de rayons X permettent un suivi de la déformation de la cellulose parallèlement à celle macroscopique de l'échantillon. Des avancées sur le comportement en traction/compression de la cellulose dans le domaine élastique sont proposées.
communication programmée pour mardi après midi 14H00 salle N

n° 1105 Modélisation par MPM du comportement de l'agencement cellulaire du bois en grandes déformations

Patrick Perré Xavier Frank
AgroParisTech
La Material Point Method a été implémentée pour modéliser le collapse de cellules d'épicéa chargées en compression. La génération de la grille de points matériels est effectuée à partir d'une image en microscopie ESEM. Lors de la création de la grille, les directions locales d'anisotropie sont générées à partir du contour externe des cellules. Chaque point matériel possède ainsi ses directions d'anisotropie indispensable pour des larges rotations avec une loi de comportement anisotrope.
communication programmée pour mardi après midi 14H20 salle N

n° 1012 Comportement transverse du bois, homogénéisé à plusieurs échelles

Hubert Maigre Pierre Simon Dominique Eyheramendy Stéphane Bourgeois
LaMCoS, UMR-CNRS, INSA de Lyon
L’objectif de cette étude est de modéliser le comportement transverse du bois de l'échelle des cellules à l'échelle de la poutre en passant par l'échelle des cernes. Cette modélisation s'appuie sur des observations expérimentales à toutes ces échelles et sur une homogénéisation des cellules et des cernes. L'intérêt de cette méthode est d'obtenir des résultats analytiques qui sont rapides à exploiter pour explorer la variabilité globale en fonction de la variabilité des paramètres de base.
communication programmée pour mardi après midi 14H40 salle N

n° 225 Effets des variations d’humidité sur la résistance à l’enfoncement court terme.

Nicolas Sauvat Octavian Pop Seddik Merakeb Frédéric Dubois
Université de Limoges - GEMH-GC&D
L’effet de la variation d’humidité sur le comportement à l’enfoncement a été étudié sous chargement instantané, et sous chargement court terme (5 jours). Les résultats portent sur la variation de teneur en eau, la résistance résiduelle, et le glissement différé en ambiance sèche, humide, de séchage et d’humidification.
communication programmée pour mardi après midi 15H00 salle N

n° 749 Compression dynamique du bois

George Jeronimidis
University of Reading
Le comportement du bois en compression à grandes vitesses de déformation est relativement peu connu. La méthode des barres d’Hopkinson a été utilisée pour étudier la réponse mécanique du bois à des vitesses de déformation de l’ordre de 0.01 – 0.001 s-1, soit dans l’axe des fibres soit dans les directions normales à l’axe. Les courbes contrainte-déformation obtenues pour des bois différents (feuillus, résineux) sont comparées en fonction de leurs densités et structure cellulaire.
communication programmée pour mardi après midi 15H40 salle N

n° 141 Propriétés de zone cohésive et courbe de résistance dans les quasifragiles

Stéphane Morel Christophe Lespine Jean-Luc Coureau Jaime Planas Nuno Dourado
Université Bordeaux 1, US2B (UMR5103)
Les modèles de zone cohésive sont aujourd’hui extensivement employés pour décrire la rupture des matériaux quasifragiles (béton, bois, …). Néanmoins, l’estimation des propriétés cohésives permettant l’ajustement de résultats expérimentaux est une procédure grande consommatrice de temps. Dans ce travail, les connections entre propriétés cohésives et la courbe de résistance sont étudiées et il est montré que ces connections permettent une estimation aisée et rapide des propriétés cohésives.
communication programmée pour mardi après midi 16H00 salle N

n° 146 Effet d’Échelle dans la rupture quasifragile: étude théorique et simulations MZC

Nuno Dourado Stéphane Morel Marcelo de Moura Gérard Valentin José Morais
CITAB/UTAD
La loi d’effet d’échelle de Bazant décrivant l’effet de la taille des structures entaillées constituées de matériaux quasifragile (béton, bois) sur leurs contraintes nominales est ici revisitée. Il est montré que l’effet de taille est transitionnel entre 3 régimes asymptotiques déterminés à partir des propriétés énergétiques du matériau et de la géométrie de la structure. L’existence de ces régimes est validée à partir de simulations numériques basées sur le modèle de zone cohésive.
communication programmée pour mardi après midi 16H20 salle N

n° 183 Découplage expérimental et numérique du taux de restitution d’énergie dans le matériau bois

Rostand Moutou Pitti Frédéric Dubois Pop Octavian
Université de Limoges
Une nouvelle éprouvette bois appelée 2MCG (Mixed Mode Crack Growth), permettant une propagation instantanée de la fissure en mode mixte est proposée. Cette géométrie découle d’une combinaison des éprouvettes DCB (Double Cantilever Beam) et CTS (Compact Tension Shear). Grâce à une parfaite synchronisation des outils optiques et de la presse, les forces, les déplacements et les longueurs de fissure correspondantes sont obtenus. Ainsi, les taux de restitution d’énergie expérimentaux découplés sont calculés à l’aide de la méthode de la complaisance et comparés aux prédictions découlant d’un calcul élément finis via l’intégrale indépendante M.
communication programmée pour mardi après midi 16H40 salle N

n° 413 Caractérisation du comportement adoucissant de l’Epicéa à partir d’essais de fissuration en Mode I

Jean-Luc Coureau Stéphane Morel Christophe Lespine
US2B (Université Bordeaux I/CNRS/INRA)
Cette étude se base sur le couplage associant les expériences et les méthodes numériques (calcul EF). À partir d’essais de fissuration, on détermine les paramètres de la loi cohésive caractérisant l’image de la Process Zone en pointe de fissure; ces derniers décrivent le comportement adoucissant de l’épicéa. On décrit les connexions permettant d’extraire les propriétés mécaniques du bois étudié à partir d’une relation force-ouverture par rétro-analyse numérique.
communication programmée pour mardi après midi 17H00 salle N

n° 333 Modélisation de la fissuration du bois en fonction des variations d'humidité relative

Myriam Chaplain Gérard Valentin Thibaut Dethan
Unité Sciences du Bois et des Biopolymères (US2B)
La propagation d’une fissure dans le bois est modélisée en tenant compte des variations d'humidité relative HR. Dans le modèle, les propriétés globales du matériau dépendent de sa teneur en eau H moyenne et les caractéristiques locales du fond de fissure dépendent de H d’équilibre. Des expériences de fissuration par fluage ont été réalisées sur du Pin maritime sous diverses HR. L'éprouvette présente une fissuration stable dont l’avancée n’est due qu’à la viscosité du bois dépendante de HR.
communication programmée pour mardi après midi 17H20 salle N

n° 49 Etude de la compression transversale du lamellé-collé

Laurent Bleron Jean-Marc Devillard Eric Sauvignet Lionel Cabaton
ENSAM
Depuis que la méthode d'essais pour la résistance en compression perpendiculaire a été modifiée, les valeurs de résistance pour les bois résineux selon la norme EN 338 ont été sensiblement réduites. De ce fait, un changement de l'Eurocode V était nécessaire pour assurer un niveau de résistance équivalent en compression perpendiculaire au fil. Des résultats expérimentaux sur des éprouvettes de laboratoires sont présentés ici. De ces essais nous pouvons conclure que le modèle de l'Eurocode V surestime la résistance perpendiculaire au fil. Un modèle non-linéaire par les éléments finis a été effectué et a prouvé que la résistance en compression transversale dépend des caractéristiques mécaniques du bois, de ses dimensions et des conditions de chargement.
communication programmée pour mercredi matin 9H30 salle N

n° 354 Effets cultivar et station sur les propriétés mécaniques de LVL et contreplaqués issus du déroulage de peupliers

Hafida El Haouzali Laurent Bleron Rémy Marchal Jean-Claude Butaud Fabrice Cottin
Arts et Métiers ParisTech (ENSAM)
On étudie l’influence du cultivar et de la station forestière sur les caractéristiques mécaniques de panneaux CP et LVL de peuplier. 80 billons de 10 cultivars issus de 4 types de stations ont été déroulés en 2 épaisseurs. Les placages ont été assemblés avec 2 colles pour fabriquer les panneaux ensuite découpés pour des caractérisations mécaniques par analyse modale, flexion 4 points et cisaillement. Des effets cultivar et station très significatifs apparaissent sur les propriétés mécaniques.
communication programmée pour mercredi matin 9H50 salle N

n° 101 Etude de la faisabilité de panneaux OSB écologiques naturellement durables

Olivier Arnould Nadine Amusant Sandrine Bardet Antonio Pizzi
LMGC - Université Montpellier 2
L’objectif de cette étude a été de tester la viabilité et la faisabilité de panneaux OSB contenant un mélange de lamelles de bois issues d’essences durables (robinier et cyprès) et de pin. Afin d’augmenter le caractère écologique de ces panneaux, des résines naturelles à base de lignine et de tanin ont été utilisées. Plusieurs panneaux contenant différentes proportions de mélange ont été testés d’un point de vue durabilité (termites) et mécanique (avant et après dégradation).
communication programmée pour mercredi matin 10H10 salle N

n° 379 Propriétés vibratoires viscoélastiques des bois en direction axiale : distributions et analyses sur 450 espèces ligneuses

Iris Brémaud
Laboratory of Forest Resource Circulating Circles
On présente une collection de données sur les propriétés vibratoires viscoélastiques de 450 espèces ligneuses, en réponse au manque actuel de vision globale notamment sur les coefficients d’amortissement. Les données proviennent de nos travaux expérimentaux et d’une revue exhaustive de la littérature. Les résultats présentés comprennent : les distributions de propriétés vibratoires par grands groupes ; des exemples de relations avec la phylogénie ; des applications aux instruments de musique.
communication programmée pour mercredi matin 10H50 salle N

n° 756 Acoustic quality of vène wood (Pterocarpus erinaceus Poir) for xylophones instruments manufacture in Mali

Bakary Traoré Loïc Branchériau Patrick Perré Tatjana Stevanovic Papa Diouf
CRB (Centre de Recherche sur le Bois) Université Laval
Xylophone belongs to the idiophone group of instruments which is very present in the African traditional and popular music. Its sound percussion quality is related to the resonance and the intrinsic properties of used wood. In spite of numerous studies of the acoustic properties of wood, very few works are available on Pterocarpus species in general and notably on Pterocarpus erinaceus. In this study, the variability of acoustic properties of vène (Pterocarpus erinaceus Poir), used for xylophone instrument manufacture in Mali and the relationships between these properties and the basic density and extractive content were investigated in order to provide information about its overall suitability for xylophone making. A free-free flexural method, known as “Bing”, was used to determine the main mechanical properties for the xylophone instrument manufacture i.e. the damping coefficient and the specific dynamic modulus while the basic density and the extractives (EC) content were determined according to international standards ISO 3129 and ASTM D1105 (1996), respectively. The results showed that the dynamic specific modulus, the basic density and the extractive content are significantly higher for wood from Guinean area than for wood from Soudanian area. For all provenances the values determined for these properties have been significantly higher for wood from external (EHW) and median heartwood (MHW) than for wood from internal heartwood (IHW). The damping coefficient, the loss factor is significantly greater for wood from Soudanian area than for wood from Guinean area, and regardless of provenance, the loss factor was significantly greater for wood from IWH than in MHW and EHW.
communication programmée pour mercredi matin 11H10 salle N

n° 427 Mesure de la viscoélasticité du bois sur la gamme audio. Applications à la lutherie.

Marc François Sandie Le Conte
FAST
La mesure de l'angle de perte est obtenue par le déphasage du signal au travers du montage dont la structure est analogue à une ligne à retard. La conception anirésonnante autorise une mesure sur la gamme audio via l'émission d'un chirp. De plus, la variation de l'angle de perte au cours du temps, pour une fréquence d'excitation maintenue, est identifiée.
communication programmée pour mercredi matin 11H30 salle N

n° 1352 Effect on viscoelasticity measurement of wood pest control: application to musical instruments

Sandie Le Conte Emmanuel Maurin
Lab. de Recherche et de Restauration du Musée de la Musique
Some of our museum collection musical instruments belong to the strings instrument family and are made of wood. The aim of this study is to measure the viscoelasticity properties of wood under a strain field in the audio frequency range knowing that viscoelasticity seems to be deeply involved in the quality of sound and structure stability. We want to evaluate the effect on the viscoelasticity of the freezing and the microwave using for wood pest control.
communication programmée pour mercredi matin 11H50 salle N

n° 499 Diagnostics de structures historiques en bois - Présentation de cas

Emmanuel Maurin
Laboratoire de recherche des Monuments Historiques
L'article propose de présenter les méthodes de diagnostic utilisées par les ingénieurs lors de travaux effectués sur des structures historiques en bois. Il s'agit de montrer les méthodes qui ont été utilisées pour le diagnostic de la charpente de la Galerie d'Apollon (Louvre) et pour un plancher (Château de Champs sur Marne). Les outils, les modèles ainsi que les préconisations en conservation seront présentées. Les difficultés reliées au diagnostic et les problèmes de sécurité seront évoqués.
communication programmée pour mercredi après midi 13H40 salle N

n° 334 Etude expérimentale et modélisation du comportement cyclique des éléments de structure bois

Zahreddine Nafa Myriam Chaplain
LGCH, Université 08 mai 45 Guelma, Algérie
Nous étudions le comportement instable d’éléments de structure de bois sous sollicitation cyclique. Ces éléments présentent des instabilités liées à leur géométrie mais aussi au chargement auquel elles sont soumises, le flambement et le déversement en sont les principales formes. Des essais de torsion cycliques sur des poutres en lamellé-collé ont était réalisés, d’autres en flambement cyclique sont en cours. Un modèle d’endommagement basé sur celui de Barrett et Foschi est développé.
communication programmée pour mercredi après midi 14H00 salle N

n° 135 Calcul automatique du Knot Area Ratio appliqué au classement mécanique de sciages de Douglas et d’Epicéa français.

Guillaume Roblot Laurent Bleron
LaboMaP - Equipe Usinage Bois
Alors que les premières machines de classement viennent d’être certifiées pour le Douglas français, leurs performances dépassent celles du classement visuel. Il est cependant encore possible d’améliorer leurs résultats. Le Knot Area Ratio est un paramètre caractérisant les nœuds d’un sciage. Jusqu’alors calculé manuellement nous présentons une méthode de calcul automatique à partir de la détection de nœuds d’un scanner optique, ainsi que les résultats de classements mécaniques obtenus.
communication programmée pour mercredi après midi 14H20 salle N

n° 1314 Modélisation géométrique et optimisation de la production dans les industries de premières transformations du bois

Raidandi Danwe Isaac Bindzi Lucien Mevaa Bertrand Mbagnia
Ecole Nationale Supérieure Polytechnique de Yaoundé
La perte de matières premières dans les industries de sciage atteint parfopis des proportions élevées. Dans le but de minimiser ces pertes, nous essayons d'optimiser la production dans les industries de premières transformations du bois. Ce problème passe par une connaissance de la géométrie de la bille de bois, des stratégies de débitage, de la quantification et du classement des débités.
communication programmée pour mercredi après midi 14H40 salle N

n° 385 Optimisation multi-objectifs de propriétés d'un matériau par essaim particulaire : application aux composites à base de bois

Amadou Ndiaye Patrick Castéra Christophe Fernandez Franck Michaud
INRA
L’optimisation multi-objectifs, appliquée aux propriétés d'un matériau, permet l'exploration de l'espace de recherche et l’obtention d’un ensemble de solutions Pareto-optimales. Un espace de recherche étant défini par des équations algébriques, des connaissances qualitatives et des algorithmes, il peut être modélisé dans un même système d'optimisation par essaim particulaire. Nous présenterons les principes de modélisation que nous illustrerons avec l'écoconception de composite bois-plastique.
communication programmée pour mercredi après midi 15H00 salle N

n° 70 Viscoelasticity of wood under humidity variation - Modelling the effect of transient hydrogen bonding

Parviz Navi
Bern University of Applied Sciences
Mechano-sorption is a complex phenomenon and the underlying mechanisms remain poorly understood. To explore this phenomenon we have modelled numerically the effect of continuous breaking and reforming of hydrogen bonds at the wood molecular level based on a concept was proposed by Gibson (1966). In this model the structure of the wood is idealized as a periodic fiber-reinforced composite, whose reinforcing elements were extended chain of crystal cellolose embadded in matrix of amorphpous cellulose to represent the hemicelluloses. This composite model comprises alternating layers of cellulose and amorphous cellulose. The super cell used in the simulation was constructed from 24 unit cells of cellulose and an equivalent number of "amorphous" sequences, which were lightly cross-linked to prevent cystallizatin during subsequent relaxations. Dynamics simulations were carried out by the Cerius 2 simulation software package (Molecular Simulation Inc.). Periodic boundary conditions applied and the structure minimised and relaxed at 350 K and at constant pressure for 100 ps perior to application of a stress. Where required, the water (5-10 wt% overall) could be make to diffuse in and out of the super cell by placing a sink at both ends of the amorphous layer. However, even for given the reduced size of the model; this took too long for a sysematic parametric study of the coupling between diffusion, moisture variation, and the mechanical response of the system. the investigation was restricted to a temperature of 350 K and to relatively large shear stresses acting parallel to the chain direction in the plane of he layers, such that the effective slip planes are perpendicular to the hydrogen bonding direction in the crystallites.
communication programmée pour mercredi après midi 15H40 salle N

n° 241 Modélisation du comportement mécanosorptif des éléments en bois

Jean-Marie Husson Frederic Dubois Nicolas Sauvat
Groupe d'Etude des Matériaux Hétérogènes
L’approche thermodynamique proposée, pour des sollicitations uniaxiales dans le domaine élastique, permet d’inclure l’effet mécanosorptif dans l’expression analytique de la déformation en opérant un découplage de la contrainte en une partie mécanique et une partie mécanosorptive. La mémoire du matériau est alors définie comme la rigidité minimale connue sous charge. Un nouveau modèle rhéologique est développé. Son implantation dans une cellule de Kelvin Voigt permet sa généralisation à une sollicitation mécanique quelconque, dans le domaine viscoélastique.
communication programmée pour mercredi après midi 16H00 salle N

n° 223 Découplage expérimental des phénomènes hydriques et différés en ambiance contrôlée

Nicaise Manfoumbi Nicolas Sauvat Octavian Pop Frédéric Dubois
Université de Limoges - GEMH-GC&D
Des essais de flexion ont été conduits sur des éprouvettes de petites dimensions en ambiance contrôlé. L’histoire thermo-hydro-mécanique programmée sur environ 4000h fait clairement apparaître l’effet hygro-verrou. L’analyse des résultats obtenus en face supérieure et inférieure permet de découpler les phénomènes observés : retrait-gonflement, mécanosorption , viscoélasticité.
communication programmée pour mercredi après midi 16H20 salle N

n° 259 Couplage de codes en thermo-hygromécanique pour les panneaux peints en bois du patrimoine

Bertrand Marcon David Dureisseix Frédéric Dubois Delphine Jullien Joseph Gril
LMGC, CNRS - Université Montpellier 2
Les conservateurs de tableaux peints sur bois constatent de nombreuses pathologies caractéristiques. C’est pourquoi on traite ici de la mise en place d’une méthode d’analyse mécanique venant en appui à la conservation d’objets du patrimoine. La simulation numérique du couplage multiphysique fluide/structure du comportement hygromécanique du bois est basée sur une modélisation mécanique hiérarchique de type Kelvin-Voigt Généralisé, GKV.
communication programmée pour mercredi après midi 16H40 salle N