Exposé aux intempéries, le bois est sujet à des dégradations esthétiques et subit des variations dimensionnelles dues aux alternances de périodes sèches et humides. Son utilisation en extérieur nécessite donc l’application d’une finition (peinture, lasure) pour le protéger. Le revêtement doit être assez souple pour suivre les variations du bois tout en étant assez dur pour résister à de potentiels impacts (grêle). Les performances mécaniques du revêtement jouent donc un rôle primordial dans sa durée de vie. Pourtant, actuellement en Europe, les performances des revêtements sont principalement évaluées à travers des tests de vieillissement suivis d’évaluations visuelles, de mesures de couleur et de brillance et de mesures d’adhérence. L’objectif de ce travail est de mettre en place une méthodologie approfondie d’évaluation des performances des revêtements afin de mieux comprendre les phénomènes régissant le vieillissement des revêtements. La finalité de ce projet est le développement industriel de revêtements innovants sur bois pour un emploi extérieur avec de bonnes performances tout au long de leur durée de service. A travers notre étude, les performances de revêtements traditionnels ont été évaluées avec les tests obligatoires dans la série de norme EN 927 ainsi qu’avec d’autres méthodes (destructives et non destructives) permettant d’avoir une connaissance approfondie de leurs propriétés physico-mécaniques. Ainsi, des mesures de dureté pendulaire, d’extensibilité du revêtement par indentation ou encore des tests de traction sur films libres ont été réalisés. Le pendule de Persoz a particulièrement été investigué comme un outil permettant d’avoir une approche simple et rapide des propriétés mécaniques du revêtement. Ce travail a démontré un lien entre la dureté pendulaire et les performances des revêtements. Les tests de traction de films libres ont permis d’étayer ces résultats en démontrant une corrélation entre la dureté pendulaire et certaines propriétés mécaniques. Enfin, l’étude des variations de dureté pendulaire au cours du vieillissement a permis de mieux comprendre l’apparition des dégradations et a conduit à l’établissement de seuils de performance. Ces résultats ont permis la sélection et l’élaboration de nouvelles formulations photopolymérisables adaptées à une utilisation extérieure. Celles-ci sont constituées d’un mélange de monomères polyfonctionnels (ou diluants réactifs) et d’oligomère(s) combiné(s) à un photoamorceur. Ces différents constituants ont été sélectionnés permettant le développement d’une formulation avec de bonnes performances au vieillissement / Wood used outdoors is subject to aesthetic damages and to dimensional variations due to alternation of dry and wet periods. Therefore, a protection with a coating is recommended. Coatings need to be soft enough to follow variations of wood and at the same time hard enough to be able to withstand possible damages (impact). Hence, mechanical properties of coatings play a major role in their service life. However in Europe, coating performances are mainly assessed through weathering tests followed by visual assessments, color and gloss measurements and adherence tests. The aim of this work is to develop a thorough methodology to assess coating performances in order to better understand the resistance of coatings to weathering. The final objective of this project is an industrial development of innovating wood coatings for outdoors with good performances to weathering during their service life. Through our study, performances of commercial coating were assessed using conventional standardized tests from the EN 927 series but also with other methods in order to gain an extensive understanding of their physic-mechanical properties. Hence, damping and indentation tests on coated wood were investigated as well as tensile tests on free films. Persoz pendulum was particularly used as a tool to approach easily and quickly mechanical properties of coatings. This work established a link between damping test results and coating performances exposed to artificial and natural weathering. Tensile tests on free films have supported these results as a good correlation between damping hardness and some mechanical properties was found. Last but not least, the analysis of damping hardness variations versus weathering time has lead to a better understanding in the development of damages and to the establishment of performance specifications. These results allowed us to select and formulate new UV-curing formulations for outdoors. They are made of a mixture of monomers and oligomers combined with photoinitiators. At this stage, the methodology developed to assess performances has allowed the selection of the best constituents to ensure good performances to weathering

Dans le contexte du développement durable qui a vu l’introduction de la directive produits biocides BPD 98/8/CE, l’étude des méthodes innovantes de préservation du bois comme le traitement thermique revêt une importance prépondérante. Le traitement thermique du bois permet d’améliorer ses propriétés de résistance biologique, de stabilité dimensionnelle ainsi que son aspect esthétique, sans ajout de produit chimique. Les études actuelles sur la problématique de la qualité du bois traité thermiquement se focalisent sur les caractéristiques finales du bois déjà traité, l’influence des conditions de traitement ou encore l’effet essence. Les propriétés intrinsèques du bois avant le traitement ne sont pas encore prises en compte. Les propriétés du bois telles que la densité ou la composition chimique étant variables principalement sous l’effet de l’activité humaine comme la sylviculture, l’objectif de cette thèse était d’évaluer l’impact de cette variabilité chez le chêne sessile (Quercus petraea Liebll.) et le sapin (Abies alba Mill) sur leur modification par voie thermique. Un scanner et un micro-densitomètre à rayons X ont été utilisés pour caractériser la variation de la densité des échantillons de planches et des cernes de croissance provenant des arbres étudiés. Des traitements thermiques ont été réalisés dans un four pilote à conduction sous vide de type macro-thermobalance et un analyseur thermogravimétrique (ATG). Des analyses chimiques ont été également réalisées. Les résultats montrent qu’en prenant la perte de masse due à la dégradation thermique du bois comme réponse, les types de tissus du bois et la composition chimique influencent sa thermo-dégradation. Que ce soit chez Quercus petraea ou chez Abies alba, le bois de printemps était plus sensible au traitement thermique que son voisin de bois d’été. De plus, les portions radiales du tronc, du bois juvénile à l’aubier en passant par le bois mature, se dégradaient suivant des cinétiques différentes. En conclusion, la variation de la microstructure et la composition chimique de ces bois influencent leur cinétique globale de thermo-dégradation. La sylviculture impacte cette différence intraspécifique de cinétique de dégradation à l’échelle intra- et interarbre. En effet, dans le cas du sapin pectiné, une gestion très dynamique des forêts dans le but de stimuler la croissance rapide des arbres qui produisent de gros bois contenant des cernes très larges, est source de variation dans la structure anatomique et la composition chimique à l’intérieur des arbres en comparaison aux petits bois à croissance lente plus homogènes. Toutes ces analyses ont pour objectif final de comprendre le lien entre les propriétés initiales du bois et les modifications thermiques intervenant au cours du traitement afin d’apporter une information utile aux industriels lors du choix des pièces de bois destinées au traitement thermique en vue d’une amélioration de la qualité du bois traité thermiquement / In the context of sustainable development which has seen the introduction of the biocides directive BPD 98/8/CE in the EU, innovative wood preservation practices such as Heat Treatment (HT) become relevant. Wood HT, also termed wood thermal modification, is a physical modification technology by which wood is heated at around 200 °C in an inert atmosphere. The main purpose of the treatment is to improve the biological durability and dimensional stability of wood. Current studies on thermally modified wood (TMW) quality are focusing on treated material, on treatment conditions or on species effect on the end-product characteristics. Relatively little is known about the effect of intrinsic wood properties on its thermal modification. As wood properties vary especially under the influence of human activities through sylviculture, this thesis studied the effect of European oak and silver fir wood density and chemical composition on their thermal modification kinetic. An X rays computed tomography (CT) and densitometer were used to characterize wood samples. Boards were heat-treated by conduction under vacuum using a pilot furnace, whereas sawdust samples underwent thermo-gravimetric analysis under nitrogen. The analysis allowed finding intra- and interspecific variations, especially within growth rings and along radial direction (from pith to bark). Forest management impacted heat modification kinetic of the studied samples, especially in silver fir where fast grown wood was more sensitive to treatment. The finding will be used as additional information to the wood industry which will account for homogeneity of loadings destined to heat treatment