Analyse dynamique de la biodégradation du bois et des composites à base de bois et fibres végétales

Thibaud Surini

Description

Sous la direction de Patrick Castéra, Stéphane Grelier
Thèse soutenue le 05 octobre 2009: Bordeaux 1
La biodégradation du bois est étudiée pour comprendre et quantifier l’endommagement mécanique résultant. Il apparaît que le bois, et notamment le pin maritime, est sensible à une attaque fongique, faisant baisser sa résistance (en compression ou en fissuration) avant même la constatation d’une perte de masse. Cette observation oblige à développer des outils de détection précoce, comme la relaxométrie RMN, pour détecter l’apparition d’un pathogène sur des structures bois de plus en plus encouragées. Par ailleurs, l’emploi de composites à base de bois s’avère justifié pour rendre durable le matériau, et présente un avantage écologique, grâce au recyclage des éléments comme le plastique. Cet argument « vert » est d’une importance grandissante et requiert le développement de nouveaux procédés de préservation du bois. Ainsi, cette thèse étudie aussi le comportement à plus ou moins long terme des bois imprégnés d’anhydrides et d’huile d’origine végétale, ou encore du bois traité thermiquement. Des domaines autres que la mécanique sont abordés, afin d’expliquer l’ensemble des phénomènes intervenant durant une dégradation et comprendre les axes d’amélioration dans cette discipline « vivante ».
-Biodégradation
-Détection précoce
-Endommagement
-Pin maritime
-Préservation
Wood biodegradation is studied in order to understand and quantify the mechanical damage. Wood, and especially maritime pine, is sensitive to a fungal attack that causes a decrease of its strength (compression or fracture resistance), before a weight loss occurs. This requires developing or ameliorating the tools of early detection, such as NMR relaxometry, in order to detect the appearance of a pathogen in wooden structures that are more and more appreciated. Besides, wooden composites are a good alternative to make the material more durable, and are ecologically interesting, as they permit to recycle some element, like plastics. This “green” effect is of main importance, which implies a development of new ways in wood preservation. This thesis, led in a short as well as in a long term scale, also studies the behaviour of wood, impregnated with anhydrides or oils from a vegetal origin, or even heat-treated wood. Not only mechanics is described, so that many phenomena are explained and perspectives are clarified.
-Biodegradation
-Damage
-Early detection
-Maritime pine
-Preservation
Source: http://www.theses.fr/2009BOR13848/document

Sujets

• Biodégradation
• Endommagement
• Pin maritime
• Fatale (film)

Informations

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• Poids de l'ouvrage: 7 Mo

Extrait

N° d’ordre : 3848

THESE

PRESENTEE A

L’UNIVERSITE BORDEAUX 1

ECOLE DOCTORALE DES SCIENCES PHYSIQUES ET DE
L’INGENIEUR

Par Thibaud SURINI

POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR

SPECIALITE : SCIENCES DU BOIS


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ANALYSE DYNAMIQUE DE LA BIODEGRADATION DU
BOIS ET DES COMPOSITES A BASE DE BOIS ET
FIBRES VEGETALES
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Soutenue le : Lundi 5 Octobre 2009


Après avis de :

MM. Pascal TRIBOULOT, Professeur, ENSTIB, Epinal Rapporteurs
Joris VAN ACKER, Professeur, Université de Gand

Devant la commission d’examen formée de :

MM. Gérard VALENTIN, Professeur, Université Bordeaux 1 Président
Pascal TRIBOULOT, Professeur, ENSTIB, Epinal Rapporteur
Joris VAN ACKER, Professeur, Université de Gand Rapporteur
Patrick CASTERA, Chargé de recherche 1, INRA Examinateur
Bertrand CHARRIER, Maître de Conférences,
IUT de Pau et des Pays de l’Adour, Sylvadour Examinateur
Stéphane GRELIER, Professeur, Université Bordeaux 1 Examinateur

-2009- A celle qui a fait de moi,

« cet homme [qui] marchait pur loin des sentiers obliques,
vêtu de probité candide et de lin blanc. »
II Remerciements


Cette thèse est l’aboutissement de 3 ans de travail que l’on peut qualifier de collectif. Je
remercie tout d’abord l’INRA ainsi que la Région Aquitaine, pour le financement de cette étude.
Cependant, l’idée originale est venue de mes encadrants, M. Patrick Castéra et le Prof. Stéphane
Grelier que je remercie avant tout pour leur confiance. Bien qu’encadrant non officiel, j’associe
le Prof. Gérard Valentin, avec qui j’ai pu avoir des discussions scientifiques toujours riches en
enseignements. Je remercie également les Professeurs Pascal Triboulot et Joris Van Acker,
d’avoir accepté d’être les rapporteurs de cette thèse.

Les différentes études ont aussi été réalisées grâce à l’aide et aux conseils de personnes
extérieures au laboratoire. Pour ce qui est de l’approvisionnement, je remercie la scierie Beynel
Manustock et la scierie Lesbats et Fils pour le pin maritime, la scierie Delord pour le chêne, la
scierie Pomarède pour mes baguettes de douglas. Concernant les « manips », je remercie le
CREMEM et particulièrement Mme Elisabeth Sellier pour ses très jolies photographies, Mme
Sylvie Niollet de l’Unité TCEM, ainsi que l’IUT Génie Civil, d’où sont sortis les composites
Bois/ciment. Je voudrais remercier M. Ghislain Simo d’avoir essuyé les plâtres sur le traitement
thermique, ce qui m’a permis un gain de temps pour mon travail expérimental sur le four. Je
n’omettrai pas celui sans qui les essais de fissuration n’auraient pas été possible : M. Xavier
Basile, de la société Zwick/Roell, qui a accepté de nous prêter une machine d’essai adapté à nos
éprouvettes, et m’a formé sur la prise de mesure avec le logiciel TestXpert II. Merci !
Les collaborations ne s’arrêtent pas là, car, même des projets scientifiques ont vu le jour
grâce au soutien d’autres unités de recherche. Je pense tout d’abord à Olivier Pignolet, Jérôme
Peydecastaing et à M. Carlos Vaca-Garcia, du LCA (ENSIACET-Toulouse), qui m’ont permis
d’étudier de nouveaux traitements chimiques élaborés par leur soin. Je pense aussi à Mme
Marie-France Thévenon et Mme Christine Baudassé du CIRAD, ainsi qu’à Mme Fatima
Charrier et M. Bertrand Charrier et Amine Moubarik de Sylvadour, que je remercie vivement
pour leurs précieux conseils et leur disponibilité. C’est aussi grâce à eux que j’ai, entre autres,
appris à compter… des termites !

J’en reviens à mes collègues bordelais, en remerciant tout d’abord toute l’équipe de la
Capitale. S’il serait trop long de citer tous les membres du laboratoire, je voudrais remercier le
Chef Info, Jean-Marc Sibaud, d’avoir partagé cette grande pièce qu’est la salle informatique, et
Stéphane Morel pour ses précieux conseils quotidiens. Au premier étage, je penserai à l’équipe
de l’Institut du Pin, qui m’a initié au p’tit chimiste : je pense à Eric Virol, Gérard Dimier,
Patricia Grandinot, Mélanie Bousquet et l’excellent Jean-Michel Lasnier. Merci de m’avoir fait
oublier les difficultés liées au travail !
III Je voudrais remercier tout particulièrement l’équipe de banlieusards du labo. Je pense
tout d’abord à la bande à Fifi, Sylvain et l’électron libre Jean-Louis (évidaban !). Philippe Taris,
qui m’a confectionné des bâtis résistants à toute épreuve. Je remercie Bernard, qui a toujours été
là quand il s’agissait de m’aider dans mes essais mécaniques, ainsi que Jérôme pour ses conseils
toujours avisés et sa disponibilité. Je n’oublie pas « Jeff » Dumail et je remercie aussi l’esbien
Jean-Luc Coureau, pour son aide et son humour qu’il allie à la perfection avec le sérieux de son
travail. Et je remercie tout naturellement le documentaliste, menuisier, cuistot,… M. Michel
Chassagne, de m’avoir donné envie de travailler le matériau.
Je pense logiquement aux buveurs de thé : l’ami Nafa, pour le rayon de soleil qu’il nous
apporte, et je remercie Mesdames Martine Cosson, Françoise Rodriguez, pour leur bonne
humeur quotidienne. Sans oublier la formidable Myriam (« Mme Chaplain » pour les
stagiaires ;)), pour tout ce qu’elle m’a appris, et il est normal que je souligne ici sa sympathie, sa
présence, son professionnalisme et toutes ses qualités qui font d’elle une chercheuse hors pair.
Après le thé, les thé…sards (actuels et anciens) bien sûr ! Je remercie ainsi Régis,
Marie, Joseph, Maodo, Ricky, Kamal, Thibaut (avec un T ;), Christophe, Mohamed, Arnaud,
Théoneste, Rachid, Emmanuel, Nicolas, Elise, sans oublier Marcel qui m’a initié aux
champignons. Je remercie aussi Agnès pour la joie de vivre qu’elle a apportée au labo et Marion
Carrier, de l’ICMCB, pour ses précieux conseils.

Enfin, un grand merci à tous ces proches qui savent à quel point ils me sont chers.
Amis, parents, il n’est pas lieu ici de détailler qui ils sont ni tout ce qu’ils m’ont apporté. Qu’ils
sachent que c’est grâce à eux que j’en suis arrivé à un niveau où je me sens tout bonnement
épanoui et heureux.
IV Résumé

L’endommagement mécanique est utilisé pour comprendre et quantifier la
biodégradation du bois. Il apparaît que le bois, et notamment le pin maritime, est sensible à une
attaque fongique, faisant baisser sa résistance (en compression ou en fissuration) avant même la
constatation d’une perte de masse. Cette observation oblige à développer des outils de détection
précoce, comme la relaxométrie RMN, pour détecter l’apparition d’un pathogène sur des
structures bois de plus en plus encouragées. Par ailleurs, l’emploi de composites à base de bois
s’avère justifié pour rendre durable le matériau, et présente un avantage écologique, grâce au
recyclage des éléments comme le plastique. Cet argument « vert » est d’une importance
grandissante et requiert le développement de nouveaux procédés de préservation du bois. Ainsi,
cette thèse étudie aussi le comportement à plus ou moins long terme des bois imprégnés
d’anhydrides et d’huile d’origine végétale, ou encore du bois traité thermiquement. Des
domaines autres que la mécanique sont abordés, afin d’expliquer l’ensemble des phénomènes
intervenant durant une dégradation et comprendre les axes d’amélioration dans cette discipline
« vivante ».

Mots-clés : Biodégradation ; Détection précoce ; Endommagement ; Pin maritime ;
Préservation.



Abstract

The mechanical damage is used in order to understand and quantify the biodegradation
of wood. This material, and especially maritime pine, is sensitive to a fungal attack that causes a
decrease of its strength (compression or fracture resistance), before a weight loss occurs. This
requires developing or ameliorating the tools of early detection, such as NMR relaxometry, in
order to detect the appearance of a pathogen in wooden structures that are more and more
appreciated. Besides, wooden composites are a good alternative to make the material more
durable, and are ecologically interesting, as they permit to recycle some element, like plastics.
This “green” effect is of main importance, which implies a development of new ways in wood
preservation. This thesis, led in a shor