Le but de l'étude consistait à prédire le comportement viscoélastique longitudinal du bois vert dans la période correspondant à la vie d'un arbre et d'explorer la diversité de ces propriétés. Le travail s'est déroulé en deux temps. Une analyse exploratoire des propriétés vibratoires a été effectuée sur un large échantillon incluant divers types de bois, y compris des bois de réaction, issus de dix espèces tropicales. Dans un deuxième temps, une sélection restreinte des échantillons a été utilisée pour une étude approfondie du comportement en fluage à long terme. Par ailleurs, la relation avec les paramètres structuraux tels que densité, angle des microfibrilles et pourcentage des éléments anatomiques a été étudiée. Une procédure d'évaluation du fluage à long terme a été mise au point à partir d'essais à différentes températures. L'occurrence du vieillissement physique suite au refroidissement consécutif au chauffage au dessus de la température de transition vitreuse du bois a été mise en évidence. L'applicabilité du principe d'équivalence temps-température a été remise en question par l'analyse des résultats dans le plan complexe approché (PCA). L'hypothèse supplémentaire de la dépendance de la complaisance initiale à la température, similaire à l'élasticité entropique des polymères amorphes, a été proposée et appliquée, permettant de prédire avec succès le comportement à long terme à partir d'essais courts. Le fluage thermoactivé, ainsi que le phénomène de vieillissement physique, ont été décrits par un modèle de Maxwell parabolique identifié à partir de la représentation des résultats dans le PCA. Le comportement en fluage est apparu non corrélé au coefficient d'amortissement mesuré lors des essais vibratoires, suggérant une dissociation entre les mécanismes rhéologiques qui contrôlent le comportement viscoélastiques aux échelles de temps acoustiques (quelques centaines de Hertz) et biologiques (plusieurs années). Enfin, l'hypothèse d'un effet prépondérant de la lamelle mitoyenne sur le processus de fluage a été suggérée pour expliquer les faibles corrélations observées entre le fluage relatif et la structure des parois cellulaires.

L’objectif du présent travail est d’étudier expérimentalement et numériquement la fissuration des bois tropicaux issus de la forêt gabonaise, à savoir : le Milicia excelsa (iroko),l’ Aucoumea klaineana pierre (okoumé) et Pterocarpus soyauxii (padouk). Cette étude est axée sur le processus de croissance de la fissure en mode d’ouverture et en mode mixte des trois essences à l’aide d’éprouvettes Compact Tension Shear (CTS) et Mixed Mode CrackGrowth (MMCG) modifiées. Les éprouvettes sont montées dans un système Arcan et placées dans une machine d’essai électromécanique. La méthode de la grille est utilisée pour mesurer les champs de déplacements et de déformations au voisinage de la fissure. Ces cartes ainsi obtenues permettent d’obtenir l’ouverture et la longueur de la fissure tout au long de l’essai. Les courbes force en fonction de l’ouverture de la fissure sont déduites des mesures. La méthode de la complaisance à déplacement imposé est utilisée pour calculer le taux de restitution d’énergie G en mode d’ouverture de fissure et en mode mixte. Les résultats ont montré un effet de l’épaisseur sur la fissuration. Ces résultats ont aussi permis de mettre en évidence une proportionnalité de la densité par rapport aux paramètres de rupture de ces essences. En mode mixte les valeurs de l’évolution de G sont présentées en fonction de la longueur de fissure après découplage des modes (séparation du mode 1 et du mode 2). On observe pour l’okoumé par exemple, que les rapports des taux de restitution d’énergie des deux modes sont constants, ce qui justifie le caractère intrinsèque des paramètres de fissuration obtenus. Des comparaisons faites avec les résultats issus de de la littérature sur les essences tempérées de même densité ont montré des similitudes. / The objective of the present work is to study experimentally and numerically the crackingbehavior of tropical woods from the Gabonese forest, namely : Milicia excelsa (iroko), Aucoumeaklaineana pierre (okume) and Pterocarpus soyauxii (padouk). This study focuseson the crack growth process in crack opening mode and mixed mode of these three speciesusing Modified Tension Shear (CTS) and Mixed Mode Crack Growth (MMCG) specimens.The specimens are mounted in an Arcan system and placed in an electromechanical testingmachine. The grid method is used to measure the displacement and strains fields near the tipcrack. These maps make it possible to obtain the opening and the length of the crack duringthe tests. The curves force showing the face as a function of the crack opening are deducedfrom the measurements. The experimental critical energy release rate G is evaluated by thecompliance method in imposed displacement. The results show an effect of the thickness oncracking. These results also made it possible to demonstrate a proportionality of the densitywith the parameters of rupture of these species. In mixed mode, after decoupling the modes(separation of mode 1 and mode 2), the values of G are presented as a function of to the cracklength. For Okume, for example, it was observed that the ratios of the energy release ratesof the two modes are constant, which justifies the intrinsic character of the cracking parameterswere obtained. Comparisons made with results from the literature review on temperatespecies of the same density showed similarities.

Une étude de faisabilité de poutres en bois lamellé-collé a été menée en Guyane Française en utilisant les essences locales. Le but est de déterminer les paramètres de collage assurant la bonne résistance mécanique des assemblages par lamellation et par aboutage, nécessaires à la fabrication de poutres en bois lamellé-collé en climat tropical. Trois essences de bois abondantes de différentes densités ont été sélectionnées. Les adhésifs de types Mélamine-Urée-Formol et Résorcinol-Phénol-Formol ont été utilisées. Les paramètres de collage considérés sont : le grammage, le temps d’assemblage fermé et la pression.En utilisant les normes Européennes, plusieurs campagnes de tests ont été conduites sur des échantillons normalisés. Concernant le collage par lamellation, des tests élémentaires de délamination et de cisaillement des joints de colle ont été réalisés. Le test de délamination consiste en deux cycles d’immersion dans l’eau sous pression et de séchage, il induit de sévères variations d’humidité du bois susceptibles de créer des ouvertures des joints de colles. Le collage par aboutage est réalisé sur des poutres normalisées aboutées. Les entures sont obtenues grâce à un outillage standard communément utilisé pour les résineux. Les résultats ont mis en évidence l’influence des propriétés du bois et des paramètres de collage sur la résistance du joint et la résistance mécanique du produit. En effet, les paramètres du bois, tels que la densité, la rétractibilité et l’imprégnation, ont une forte influence sur le collage, en particulier sur la pression et le grammage nécessaires à la production d’un produit commercialisable. Il apparait qu’un bois de densité moyenne et poreux nécessite un grammage et une pression élevés comparé à un bois de densité élevée qui nécessite des valeurs moindres. Aussi, l’influence d’autres paramètres de fabrication, tels que le rabotage, l’encollage double face et simple face ainsi que l’épaisseur des lamelles, a été établie. Par contre il semblerait que le matériel communément utilisé pour l’aboutage des résineux n’est pas adapté aux feuillus tropicaux. En final, des paramètres de collage ont été validés pour la fabrication de lamellé-collé endémique en Guyane Française et une étude du coût de production d’une poutre lamellé-collé standard a identifié les conditions économiques d’une fabrication en Guyane Française. / A feasibility study of glued-laminated timber beams was carried out in French Guiana using local wood species. The aim of the study was to evaluate the gluing parameters that could ensure good mechanical properties for the manufactured glued-laminated beams in tropical climates. Three abundant wood species with different specific gravity were selected for the study. Melamine-Urea-Formaldehyde and Resorcinol-Phenol-Formaldehyde resins were used for gluing. The three gluing parameters considered are: adhesive spread rate, closing assembly time and gluing pressure.Using European standards, several laboratory tests were performed on normalized samples. The evaluation of a successful lamella’s gluing was done by using elementary tests of delamination and shearing. A delamination test consists of two cycles of water immersion at high pressure and drying which induces severe hygroscopic variation in wood thus causing joints opening. The finger-joints are made using a standard tool usually used for cutting softwoods. The performed tests revealed the influence of wood properties and the gluing parameters on the joint resistance and the mechanical properties of the product. Results show that wood properties such as specific gravity, shrinkage coefficient, and permeation, have a high degree of influence on the gluing step especially on the gluing pressure and on the adhesive spread rate needed to produce a commercial product. Furthermore, wood with medium specific gravity needs more adhesive and more pressure than the one with high specific gravity. Additionally, the effects of other manufacturing parameters, such as planning, double or simple side glue spreading and lamellae thicknesses, on the glue joint resistance were demonstrated. Finally, the common tools used for softwoods are not adapted to making the finger joints with tropical hardwoods.In conclusion, optimal gluing parameters for manufacturing glued-laminated timber beams in French Guiana were established and an economical study using standard glued-laminated timber beams revealed the economic conditions under which a successful manufacturing of these local beams can be implemented in French Guiana.

L’objet de ce travail de thèse est le regroupement des essences bois du bassin du Congo en quatre groupes en fonction de la similitude de leurs propriétés mécaniques essentielles. Le module d’élasticité (MOE), propriété indicatrice, est estimé par une méthode non destructive : l’essai vibratoire. Pour chaque classe, le fractile à 5% d’exclusion supérieur d’une propriété mécanique est calculé à partir d’une théorie clairement exposée. Le bassin du Congo est un patrimoine en danger à cause des pressions anthropiques au premier rang desquelles figure la coupe hyper sélective des essences bois. Le résultat de ce regroupement permet de proposer comme substitut aux essences menacées d’extinction des essences aux propriétés mécaniques similaires plus disponibles en terme de ressources sur pied. D’où la contribution à la gestion durable et au maintien de la biodiversité du bassin du Congo. On montre que le MOE vibratoire est quasi-invariant avec la teneur en eau et qu’il est bien corrélé au MOE statique, à la masse volumique et à la contrainte à la rupture. C’est donc un bon prédicteur du module de rupture (MOR) à 12% du taux d’humidité du bois vert. Ceci valide l’organisation en groupe d’essences réalisée dans ce travail. Les valeurs caractéristiques des propriétés mesurées sont calculées pour chaque classe. Parce que l’Eurocode 5 exige que les bois utilisés en structure soient classés, nous proposons, in fine, un système de classement en structure des bois du bassin du Congo voué à une meilleure utilisation des forêts pour la conservation des écosystèmes forestiers et la satisfaction des besoins fondamentaux de l’homme. / This Ph.D. work deals with a non-destructive experimental approach organizing the species of the Congo basin in four groups according to the likeness of their main mechanical properties, and to guarantee for each group the 5th percentile characteristic value of mechanical properties such as the modulus of elasticity (MOE). For the sustainable management of forest and conservation of exotic biodiversity of the Congo basin, it is necessary to promote the exploitation of less-consumed species with equivalent mechanical characteristics. The aim of the present work is to propose a scheme for grouping species with similar values of modulus of elasticity (MOE) obtained through vibratory method. Only small clear specimens are tested. The assignment of a given specie to one of the four groups takes place in return for a homogeneity test of comparison of the random variables of species to the random variable of the group. Results of the present grading show that some species can be interchangeably consumed in the construction industry and that the procedure must include more species of the Congo basin. This property grouping will facilitate substitution of underutilized species for ones that are being more exploited. Thus, wood designers and constructors might have a wide variety of choices in their decision-making while promoting less-consumed species and reducing the demand of traditionally most wanted extinguishable species. The MOE obtained by intrinsic vibration of wood versus is not influenced by moisture content. So, the non destructive method bases on longitudinal vibrations can be used in industrial production of timber to certify the modulus of rupture (MOR) at 12% moisture content of green wood by direct correlation. Finally, we propose a grading system of tropical wood.

Un système industriel classique à été la règle pour la production et le commerce des bois de forêt tropicale humide jusque dans les années 1990. Il se caractérise par des investissements lourds, un manque de flexibilité certain, une exploitation préférentielle des essences à forte valeur, et des stratégies peu différenciées entre les opérateurs.<br />De nouveaux systèmes de production flexible se développent depuis les années 1990. Ils sont basés sur des réseaux d'entreprises, très mobiles et très réactifs, et montrent des spécialisations spécifiques de leurs marchés. Ils sont surtout le fait de communautés de Chinois d'Outremer, d'Indiens, de Libanais et d'Italiens. Ces quatre types de réseau sont en fait très semblables dans leur organisation. Les entreprises concernées sont simultanément en coopération et en compétition, d'où le concept de coo-pétition. Leur compétitivité se base sur l'échange d'information et la minimisation des coûts de transaction.<br />A la croisée de l'économie, de la géographie, des sciences régionales et de gestion, un modèle théorique généralisé de la production en réseau explique tous ces différents réseaux d'entreprises. La confiance et la réputation sont institutionnalisées. L'intermédiation entre les acteurs a ont un rôle essentiel. Le concept de dimension de la transaction est proposé. Dans cette dimension, les entreprises optimisent leur localisation grâce la hiérarchisation des relations entre acteurs et leur communautarisme. Le modèle explique aussi la dynamique des réseaux, la résilience de leurs propriétés, l'emboîtement de leurs échelles de structuration.<br />Des systèmes multi-agents basés sur Visual-Basic et sur Cormas permettent de valider expérimentalement le modèle, en simulant les réseaux d'entreprises et leurs dynamiques.

L'objectif est de mieux connaître les bois, surtout denses et tropicaux, utilisés dans les instruments, et de proposer une aide pour la diversification en lien avec des problèmes d'approvisionnement durable. Le travail adopte deux approches complémentaires : caractérisation de la diversité des bois utilisés ou utilisables en facture instrumentale (espèces, propriétés vibratoires) ; étude des déterminants microstructuraux et chimiques (extractibles) des propriétés importantes. Une base de données « espèces ligneuses - usages en facture » est dessinée et a commencé à être implémentée par des informations de factures traditionnelles extra-Européennes. Les propriétés vibratoires élémentaires (module d'élasticité spécifique et coefficient d'amortissement dans la plage de fréquences 200-600Hz) en direction axiale, la teneur en eau à l'équilibre (à 20°C et 65% HR) et les paramètres de couleur CIELab et CIELCh sont déterminées sur 1400 éprouvettes de petites dimensions couvrant 60 espèces et 70 types de bois, dont 70% de feuillus tropicaux. Une moitié est fournie par des facteurs d'instruments, l'autre est présélectionnée sur des critères liant propriétés mécaniques, chimiques et physiques. Les relations entre propriétés sont analysées et les essences classées en groupes de similitude par analyses multivariables. Les extractibles du bois de coeur sont responsables de très faibles amortissements et teneurs en eau sur la majorité des bois tropicaux étudiés. Des modèles prédictifs simples sont proposés qui expliquent sur les essences étudiées de 85 à 90% de la variabilité observée des coefficients d'amortissement. Les relations entre propriétés physico-mécaniques et angle des microfibrilles sur des bois normaux et de compression de 3 résineux sont globalement cohérentes avec la littérature mais les bois de compression ont –à module spécifique donné- de plus faibles amortissements que les bois normaux. Les bois de coeur de deux espèces de Papilionaceae (Pterocarpus soyauxii Taub. ‘Padouk' et P. erinaceus Harms. ‘Vèn') sont comparés à l'état natif puis extraits par différents solvants. Les extraits du Padouk sont -à quantités données- plus efficaces que ceux du Vèn pour diminuer l'amortissement et inversement pour la teneur en eau. Des hypothèses sont émises sur les mécanismes possibles.