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INTRODUCTION

La connaissance du comportement du bois dans différentes conditions d’humidité est une condition essentielle pour une bonne et adéquate utilisation de ce matériau.

On a longtemps reconnu que la teneur en humidité d’équilibre affecte plusieurs propriétés du bois au-dessous de la saturation des fibres, tandis qu’au-dessus de celle-ci ses propriétés demeurent inchangées. Des travaux antérieurs ont toutefois montré que cette présomption ne serait pas toujours réaliste. En désorption, le retrait du bois ainsi que sa résistance en direction tangentielle sont affectés par l’équilibre d’humidité avant même d’atteindre le point de saturation des fibres. Ce comportement a été relié au phénomène d’hystérèse à la saturation, qui affecte la sorption d’humidité au-dessus d’environ 60% d’humidité relative. Ainsi, les propriétés du bois d’érable à sucre sont affectées de 0% jusqu’à environ 42% de teneur en humidité d’équilibre lorsque cet équilibre est obtenu à la désorption. Toutefois, ces résultats ne seraient propres qu’à cette espèce, car d’autres travaux ont rapporté une influence significative de l’espèce sur l’équilibre hygroscopique du bois à des humidités relatives élevées. Ainsi, la valeur limite de teneur en humidité au-dessous de laquelle débutent les changements des propriétés du bois devrait varier avec les espèces.

Le but du présent travail est donc d’étudier l’effet de la structure de différents bois sur leurs propriétés physico-mécaniques en mettant l’emphase sur la zone de la saturation des membranes. Des espèces feuillues provenant de régions tempérées et tropicales ont été choisies afin d’impliquer divers plans ligneux. Nous avons ainsi sélectionné des structures capillaires très différenciées en choisissant des espèces présentant des proportions d’éléments anatomiques variées (nombre et taille des vaisseaux, parenchyme axial, taille des rayons, etc.). L’une des conséquences de ce choix est d’élargir la variation des valeurs d’équilibre hygroscopique, notamment à des teneurs en humidité élevées du bois. Ainsi, le présent travail analysera trois espèces nord américaines importantes commercialement et cinq espèces tropicales provenant de l’Amazonie péruvienne présentant des propriétés physico-mécaniques et anatomiques encore méconnues.

Deux méthodes de sorption d’humidité seront utilisées sur des éprouvettes de grandes dimensions, soit une sorption conventionnelle avec des solutions salines saturées et une sorption réalisée au moyen d’une membrane poreuse sous pression. Ces essais de sorption seront couplés avec des tests de propriétés physiques et mécaniques du bois. Ces essais permettront alors de déterminer les changements dimensionnels et mécaniques du bois en fonction de sa teneur en humidité d’équilibre et de définir ainsi le début de ces changements.

Un autre aspect qui sera abordé dans le cadre de ce travail est la compréhension des mécanismes de perte de l’eau liquide dans le bois. La connaissance des caractéristiques anatomiques et de la porosité est d’extrême importance pour comprendre les forces qui agissent sur l’eau liquide dans ce matériau. De plus, des analyses non destructives seront réalisées dans le but de déterminer la distribution de l’eau liquide dans les cavités cellulaires à différentes teneurs en humidité du bois.

Ce travail présente alors trois volets principaux. Le premier volet consiste à coupler des essais de retrait et de compression tangentielle à des expériences de sorption d’humidité. Le deuxième volet fera appel à des techniques de résonance magnétique nucléaire afin de déterminer la distribution de l’eau liquide dans les cavités cellulaires. Enfin, le troisième volet de recherche consistera à réaliser des analyses d’anatomie quantitative et de porosimétrie au mercure de façon à aider à la compréhension des phénomènes hygroscopiques étudiés.

Le nombre important d’analyses sur les propriétés physico-mécaniques et structurelles des espèces ligneuses, très différenciées anatomiquement, fait de ce travail un important outil pour la meilleure compréhension du matériau bois. La compréhension des propriétés fondamentales d’un matériau est à la base d’un contrôle plus adéquat lors de sa transformation et de son utilisation.

© Giana Almeida, 2006