Une étude expérimentale a été menée afin de protéger des attaques biologiques des contreplaqués faits d'essences non durables (hêtre et peuplier), et ce, avec un faible impact environnemental. Des produits de protection à base de tannins et de bore, nouvellement développés afin de réduire le lessivage du bore, ont été sélectionnés pour ce but. Ce système a été utilisé pour protéger les contreplaqués selon deux approches : (1) au niveau de la colle pour remplacer les adhésives à base de formaldéhyde et coller les plis, (2) en traitement des plis avec des formulations plus diluées, les plis étant collés avec des adhésifs mélamine-urée-formaldéhyde. Les données expérimentales de cette thèse peuvent être classées en trois grands groupes : essais chimiques et thermomécaniques des colles tannin-bore, mesure des propriétés physiques et mécaniques, de la résistance biologique avant et après vieillissement des différents panneaux. Les essais chimiques sur les colles tannin/hexamine ont montré que l'addition de bore sous forme d'acide borique peut contribuer à plus de liaisons inter-flavonoids et à ouvrir les cycles pyranes ce qui accélère les réactions de polymérisation. Des analyses thermomécaniques sur les colles contenant des tannins de mimosa et de quebracho ont confirmé que l'addition d'acide borique (1) abaissait le temps et la température de prise, et (2) augmentait les valeurs du module d'élasticité de la colle. L'addition d'une quantité optimale d'acide borique dans la colle à base de tannin augmente les propriétés physiques et la résistance au cisaillement. Une charge excessive d'acide borique (10%) dans la colle est la cause de pertes de propriétés mécaniques et physiques. Bien qu'en faible quantité, l'introduction de l'acide borique dans la colle de tannin amène une protection efficace contre l'attaque fongique, même après un lessivage selon l'EN 1250-2. Les résultats des essais termites montrent que l'acide borique contenu dans la colle cause le plus faible taux de survie des insectes et de perte de masse, mais présentent un fort degré d'attaque selon une cotation visuelle. Aucune amélioration n'a été obtenue lors d'un essai de choix après lessivage. Les contreplaqués faits de plis traités par des solutions tannin-bore ont montré des résistances au cisaillement plus faibles, mais toujours dans les gammes requises pour des applications en atmosphère humide. Des résultats satisfaisants ont été obtenus par les réseaux polymères de tannins, même après une lessivage sévère, vis-à-vis de l'attaque fongique. Les contreplaqués faits de plis traités à l'acide borique seul ont présenté une sensibilité importante à l'attaque biologique après un lessivage. Les résultats des essais termites ont montré un faible taux de survie des insectes et de perte de masse, même après un lessivage sévère, pour les contreplaqués avec des plis traités par des systèmes tannin-bore. Les résultats d'un essai de choix a montré que les termites préféraient se nourrir des témoins quand l'alternative proposée était des échantillons traités avec des systèmes tannin-bore. / An experimental investigation was conducted to protect plywood panels made of perishable wood species (beech and poplar) against biological attacks with low environmental impact. The newly developed tannin-boron preservative which was proposed to reduce the leaching of borates was selected for this purpose. This system was used to protect plywood with two approaches: (1) in the glue line to replace formaldehyde based adhesives and gluing wood veneers, (2) pretreatment of wood veneers with the diluted formulations and bonded with melamine-urea-formaldehyde resin The research data in this thesis were obtained from three main groups of experiments: chemicals and thermomechanical testing on the tannin-boron resin, measuring physical and mechanical properties, and different biological tests before and after leaching processes. The chemicals testing on the tannin/hexamine adhesive showed that the addition ofboron, in the form of boric acid, can contribute more inter-flavonoid linkages and the opening of pyran rings which leads to the acceleration of polymerization reactions. Thermomechanical analysis on the adhesives of mimosa and quebracheo tannins confirmed that the addition of boric acid (1) lowered time and temperature of hardening, (2) and increased modulus of elasticity values of the adhesive. The addition of optimal boric acid into the tannin adhesive upgraded physical properties and tensile shear strength. An excess loading of boric acid (10%) in the glue line caused imperfect physical and mechanical features. Despite the low uptake of boric acid but its addition into the tannin glue provided effective resistance against fungal attack even after mild leaching test according to the EN 1250-2. The results of termites test showed that increase in the boric acid content of the adhesive caused the lower survival rate and the weight loss but samples underwent the high level of attack. No improvement against termite attack was obtained after leaching by a choice feeding test. The plywoods made of pretreated veneers by tannin-boron solutions showed partially lower tensile shear strength but still in the range of standards requirements for the humid applications. The satisfactory results were obtained even after severe leaching test against fungal attack with a strong polymeric network of tannin. The control plywoods made of pretreated veneers with boric acid alone solutions presented significant sensitivity against biological attack after leaching test. The results of termite tests showed the lower survival rate and the weight loss even after severe leaching test for the plywoods made of pretreated veneers with tannin-boron systems. The results of choice feeding test showed that termites preferred feeding from the controls when alternative samples were treated with the tannin-boron system. In general the evidence from this study suggests that tannin-boron system can significantly slow down the leaching of boron and it rendered high potential to preserve plywood.

La sécurité incendie repose sur l'utilisation de simulations numériques. Les codes de calcul sont composés de différents modèles dont un nommé modèle de pyrolyse qui a pour enjeu de décrire la décomposition thermique des solides étudiés. Toutefois, les modèles de pyrolyse actuels sont sommaires et sources de multiples erreurs. Notre démarche de travail est multi-échelles afin de procéder étape par étape à la validation du modèle, tenant compte de l'évolution des propriétés thermiques, physiques et chimiques au cours de la décomposition. Le présent programme de recherche concerne les matériaux de l'habitat et plus particulièrement deux contre plaqués en bois. Nous avons caractérisé expérimentalement la décomposition thermique de ces bois à deux échelle de travail : en analyseur thermogravimétrique (échelle particule) et en cône calorimètre (échelle matériau) couplés à divers analyseurs de gaz. Le suivi des vitesses de perte de masse et des émissions gazeuses permet la proposition de mécanismes réactionnels de décomposition thermique : étapes de la décomposition. Chaque réaction de ces mécanismes a une vitesse qui peut être décrite sous la forme d'une loi d'Arrhenius dont les paramètres sont déterminés par la méthode des Algorithmes Génétiques. La comparaison des résultats numériques et expérimentaux à l'échelle de la particule (ATG), montrant un très bon accord, le modèle de pyrolyse développé est validé à cette échelle. La modélisation des essais cône calorimètre en vue de la validation du Modèle à plus grande échelle a été menée à l'aide du code Gpyro. Les résultats obtenus ne sont toutefois pas satisfaisants.

RESUME Face à une pression environnementale grandissante, il est désormais nécessaire de trouver une alternative au bois et aux panneaux à base de bois traités chimiquement. C'est dans cette optique que nous avons évalué la durabilité naturelle de contreplaqués en mélange d'essences composés de plis durables (duramen de cyprès, cèdre et châtaignier) et non durables (peuplier, hêtre, aubier de cyprès et de cèdre) face à des champignons lignivores (Coriolus versicolor et Coniophora puteana) et des termites (Reticulitermes santonensis). L'épaisseur des plis (1.3 et 2.6 mm), le pourcentage de plis durables et non durables (40% et 60%), le nombre de plis (5 et 9) et les modalités d'intégration des plis durables et non durables (11 combinaisons symétriques) dans chaque panneau ont été étudiés en tant que variables. Une méthode ultrasonore (non destructive) et d'indentation (semi-destructive) ont été mise en œuvre pour évaluer la présence et l'étendue de la dégradation biologique dans des contreplaqués purs et en mélange d'essences en tant que méthodes rapides par comparaison avec la méthode d'évaluation biologique basée sur la perte de masse (selon la norme ENV12038). Un test de cisaillement a aussi été réalisé avant et après exposition fongique afin d'évaluer la relation entre la perte de masse et la baisse de la résistance au cisaillement après dégradation biologique. Les résultats obtenus ont montré que mélanger les plis durables et non durables augmentait la durabilité naturelle des contreplaqués vis à vis des champignons. Cependant, l'essai de cisaillement après dégradation fongique révèle que la décroissance de la résistance au cisaillement des panneaux en mélange d'essence est plus proche de celle des panneaux purs non durables que des panneaux purs durables. Ces résultats signifient qu'il existe une perte de masse localisée dans les plis non durables des contreplaqués en mélange. La perte de masse des plis non durables (perte de masse localisée) des contreplaqués en mélange est plus fortement corrélée à la décroissance de la résistance au cisaillement que la perte de masse totale du contreplaqué à cette propriété mécanique. Les contreplaqués les plus résistants vis à vis des champignons ont été trouvés parmi les différents contreplaqués en mélange faits d'aubier et de duramen de cyprès, et certains modèles ont été résistants vis à vis des termites aussi. Les panneaux résistants à l'attaque de champignons et de termites possédaient des plis extérieurs durables. Les plis épais d'aubier de cyprès laissés intacts dans ces contreplaqués en mélange montre un effet protecteur (vis à vis des termites) venant des plis durables. L'essai d'indentation (mesure de l'énergie d'indentation avant et après dégradation) présente une meilleure corrélation avec la perte de masse que l'essai ultrasonore (mesure de la vitesse des ultrasons avant et après dégradation). DE plus, l'essai d'indentation peut aussi être utilisé pour déterminer le gradient de perte de masse et le seuil de rupture quand la dégradation biologique a lieu dans les plis non durables situés sous les plis durables extérieurs.

L'objectif de cette thèse est de développer des panneaux de contreplaqué collés à l'état vert à destination des coques et de l'agencement de bateaux. La technologie du moulage sous vide est choisie pour former des panneaux constitués de plis de pin Maritime déroulés non séchés et collés à l'aide d'un adhésif polyuréthane. Une étude approfondie été réalisée dans le but de fixer les paramètres de collage permettant aux contreplaqués de répondre aux exigences requises dans la construction navale. L'influence des paramètres de fabrication du panneau sur ses propriétés mécaniques est déterminée à partir d'un plan d'expériences. La teneur en eau et le grammage d'adhésif appliqué sont particulièrement étudiés. Le comportement mécanique des différents échantillons de contreplaqué a été caractérisé grâce à des tests normalisés de cisaillement et des tests de flexion. Des mesures de mouillabilité ainsi que des observations microscopiques des joints ont permis de mieux comprendre les résultats mécaniques, et d'expliquer les phénomènes physico-chimiques mis en jeu. Le matériau retenu à partir de cette étude est mis en œuvre dans un démonstrateur, pour validation du procédé utilisé.

L’objectif de cette thèse est de développer des panneaux de contreplaqué collés à l’état vert à destination des coques et de l'agencement de bateaux. La technologie du moulage sous vide est choisie pour former des panneaux constitués de plis de pin Maritime déroulés non séchés et collés à l'aide d'un adhésif polyuréthane. Une étude approfondie été réalisée dans le but de fixer les paramètres de collage permettant aux contreplaqués de répondre aux exigences requises dans la construction navale. L’influence des paramètres de fabrication du panneau sur ses propriétés mécaniques est déterminée à partir d’un plan d'expériences. La teneur en eau et le grammage d'adhésif appliqué sont particulièrement étudiés. Le comportement mécanique des différents échantillons de contreplaqué a été caractérisé grâce à des tests normalisés de cisaillement et des tests de flexion. Des mesures de mouillabilité ainsi que des observations microscopiques des joints ont permis de mieux comprendre les résultats mécaniques, et d'expliquer les phénomènes physico-chimiques mis en jeu. Le matériau retenu à partir de cette étude est mis en œuvre dans un démonstrateur, pour validation du procédé utilisé. / The subject of this work is the manufacturing of green-glued plywood panels for the interior and the plating of a ship. The vacuum-moulding process is chosen to produce panels by assembling maritime pine veneers in the wet state with polyurethane adhesive. A study has been done to fix the parameters for gluing so that the manufactured plywood can answer to the mechanical characteristics required by the shipbuilding sector. The effect of several gluing parameters on the panel's mechanical properties is determined by an experimental design method. The wood moisture content when gluing and the amount of adhesive applied are mainly studied. The plywood panels' mechanical characterisations are realised using standardised shear tests and bending tests. In addition to the mechanical tests, wettability measures and bond lines microscopic observations provide a better understanding of the physic-chemical phenomena of green wood gluing. The material defined in this study is implemented in a boat hull prototype.

L'industrie du déroulage est le débouché majeur de la ressource en peuplier constituée de cultivars toujours plus nombreux. Une évaluation de la qualité des bois de ces cultivars est nécessaire pour connaître leur aptitude tant à des emplois conventionnels (emballages légers, contreplaqués) qu'innovants (panneaux LVL - Laminated Veneer Lumber - pour la construction) afin d'orienter les populiculteurs dans leurs choix sylvicoles. Le présent travail participe à cette démarche et porte sur l'aptitude au déroulage de 10 cultivars de peuplier (5 confirmés et 5 en fort développement) issus de 4 types de stations forestières différentes, sur la qualité des placages et les caractéristiques mécaniques des panneaux contreplaqués et LVL. Trois arbres ayant été prélevés par cultivar et par type de station, l'échantillonnage est donc constitué de 120 arbres. Ainsi 40 billons ont été déroulés en conditions de laboratoire en 1.4 mm et 40 en 3 mm. Les 40 billons restants ont été déroulés en industrie pour estimer les rendements qualitatifs et quantitatifs. La qualité des placages a été évaluée en considérant le tuilage, les qualités de surface (rugosité et peluchage), les variations d'épaisseur, la fissuration. Ces placages ont permis de réaliser 320 panneaux contreplaqués et LVL avec 2 types de colles : une PVAC et une MUF. Chaque panneau a été caractérisé par des essais non destructifs et destructifs en flexion et en cisaillement. Il apparait que la qualité du placage ne dépend que de l'épaisseur du déroulage et de la position radiale dans l'arbre. Les performances mécaniques des panneaux sont essentiellement influencées par l'épaisseur du placage et le type de colle. La variabilité inter-cultivar et inter-station reste à tout niveau très faible : il ne convient donc pas d'adapter les conditions de coupe aux différents cultivars mais une réflexion doit être menée sur l'intérêt qu'il pourrait y avoir à augmenter les révolutions du peuplier pour envisager des emplois en construction bois. Des propositions sont amorcées pour atténuer les effets du bois de tension, génératrice de surfaces pelucheuses.