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Caractérisation des propriétés thermophysiques et cinétiques des bois tropicaux: étude des influences de la température et de la teneur en eau au vue d'optimiser la qualité du bois

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par Merlin SIMO TAGNE
Universite de Lorraine - Rpport de stage post doctoral 2012
  

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Résumé étendu

Pour une utilisation optimale, le bois doit être séché en suivant des conditions bien définies afin de lui conférer des propriétés mécaniques stables. L'objectif de ce travail est de caractériser expérimentalement les bois camerounais afin de ressortir leur spécificité. Quatre essences venues du Cameroun et ayant des couleurs et des densités différentes ont été utilisées (ayous, fraké, lotofa et sapelli).

Un séchoir semi industriel avec des conditions d'air légèrement fluctuantes et une étuve permettant d'avoir des conditions aérodynamiques et thermophysiques de l'air très stables ont été utilisés pour déterminer les cinétiques de séchage de nos bois.

Les vaporimètres sont utilisés pour déterminer les coefficients de diffusion de la vapeur d'eau en régime permanent de nos bois (en absorption et en désorption) portés à des teneurs en eau moyennes de 10% et des températures sèches de 33°C. Les mêmes échantillons sont utilisés pour estimer les perméabilités gazeuses de nos bois.

Nous avons estimé les différents retraits de nos bois en utilisant en moyenne 20 échantillons par essence. Les fibres de bois sont utilisées pour estimer les isothermes de sorption (adsorption et désorption) de nos bois à 20°C et à 40°C.

Enfin, la méthode `'Flying Wood'' a été testée sur le bois de fraké seulement (à cause de la non disponibilité du matériel végétal) afin de maîtriser la manipulation qui peut être utilisée pour établir les tables de séchage des essences camerounaises qui n'ont pas encore fait l'objet d'une étude sérieuse.

Il ressort de cette étude que :

*L'origine des bois doit forcement influencer les propriétés de ceux-ci, ces bois étant de la même espèce ou non ;

*Plus le bois est dense, plus son coefficient de diffusion est faible. Le coefficient de diffusion décroit exponentiellement en fonction de la masse volumique basale du bois. Les bois très denses ont des coefficients de diffusion en désorption très proches de ceux en absorption ;

*L'utilisation des fibres de bois semblent n'être pas appropriées pour estimer les isothermes de sorption du bois car, en plus d'avoir obtenu une légère différence entre les isothermes de nos bois, nous avons constaté que la température n'influence pas ces isothermes ;

*Les perméabilités gazeuses des bois obtenues sont plus faibles que celles des bois résineux. Une corrélation n'a pas pu être dégagée entre cette grandeur, le coefficient de diffusion et la densité de nos bois car, la perméabilité gazeuse peut fortement varier entre deux échantillons issus d'une même planche, surtout si cette dernière est un débit qui n'appartient pas à une même direction anatomique du bois (cas des directions mixtes sur un même débit).

Ce stage m'a permis d'assister à plusieurs activités pédagogiques intéressantes.

Bien que les résultats obtenus soient intéressants pour simuler numériquement le séchage des bois d'étude ou pour simuler les transferts à travers les parois de maisons à ossature bois, ces résultats doivent être confirmés en utilisant des échantillons issus de plusieurs arbres de la même espèce. Il est également souhaitable que les échantillons aient des teneurs en eau importantes au début de l'étude afin d'avoir toutes les phases de séchage sur les cinétiques.

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"En amour, en art, en politique, il faut nous arranger pour que notre légèreté pèse lourd dans la balance."   Sacha Guitry