L'augmentation des réglementations environnementales, l'optimisation de la productivité industrielle, associées aux tendances du marché, pousse le secteur des couvre-planchers en bois prévernis à évoluer continuellement. Pour répondre à ces demandes, le développement de revêtements photopolymérisables à haute teneur en solides (ou 100 % solides) de faible brillance est très populaire. Les revêtements photopolymérisables sont très utilisés dans le secteur des couvre-planchers en bois prévernis du fait de leur polymérisation rapide, de leur très faible besoin en énergie et de leur faible impact environnemental. Bien que l'esthétique de la finition soit importante, le revêtement doit également garantir de bonnes propriétés mécaniques et physiques. Parmi les nombreuses stratégies disponibles pour diminuer la brillance, l'ajout de silice est la méthode la plus utilisée dans tous les revêtements mats confondus, mais reste une source de défis majeurs dans le cas des revêtements photopolymérisables 100 % solides. Ceci est dû au faible retrait pendant le processus de formation du film. Dans le cadre de ce projet, différentes stratégies ont été mises en place et étudiées pour diminuer la brillance des revêtements photopolymérisables 100 % solides tout en conservant de bonnes propriétés mécaniques. Dans un premier temps, pour augmenter la compatibilité entre le revêtement à base d'acrylate et la silice, la surface d'une silice micrométrique a été modifiée en deux étapes. La première étape a consisté à greffer du (3-aminopropyl) triéthoxysilane (APTES) pour introduire des groupes amino-réactifs à la surface. La seconde étape a consisté à greffer un monomère acrylate, le diacrylate de dipropylène glycol (DPGDA), via la réaction aza-Michael. L'efficacité de la silice-acrylate modifiée comme agent de matage a été démontrée dans cette étude. Par la suite, les revêtements photopolymérisables automatifiants se sont révélés des candidats prometteurs pour obtenir des surfaces de faible brillance sans agents de matage. L'étude d'un système hybride radicalaire/cationique à séparation de phases a démontré qu'il était possible de modifier la rugosité de surface en contrôlant la cinétique de réaction du système. Pour cela, l'impact de la concentration en photoamorceurs a été étudié afin de déterminer comment la cinétique de réaction influence les morphologies finales des systèmes hybrides. Finalement, ce système hybride initial a été modifié par l'ajout d'un monomère méthacrylate et l'étude de la miscibilité a été réalisé afin de sélectionner un système ternaire compatible avant l'irradiation ultraviolette (UV). Un copolymère réactif (poly(butyl acrylate-co-glycidyl méthacrylate)) a été ajouté pour manipuler le réseau de réticulation, les morphologies et propriétés du polymère. Dépendamment de la concentration en copolymère, les morphologies de surface obtenues pouvaient être lisse à très ondulée avec diverses variations d'amplitudes, menant à de faibles valeurs de brillance. L'impact du copolymère sur la formation des ondulations a été donc été étudié avec attention. La compréhension et le contrôle des systèmes hybrides constituent la nouveauté majeure de ce projet et peuvent aider à améliorer les formulations actuelles afin de préparer la prochaine génération de revêtements automatifiants. / The increase in environmental regulations and industrial productivity, combined with market trends, are driving the prefinished wood flooring industry to evolve continually. To meet this demand, the development of photopolymerizable low-gloss coatings is increasingly popular. Photopolymerizable coatings are very attractive in prefinished wood flooring industry due to its fast cure, very low energy requirements and low environmental impact. While the aesthetics of the finish are important, the coating must also ensure good mechanical and physical properties. Of the many strategies available to reduce gloss, the addition of silica is the most widely used matting technique in all types of coatings and remains a source of ongoing challenges in UV-curable coatings. This is due to the lack of significant shrinkage during the film formation process. In this project, various strategies were studied to decrease the gloss of photopolymerizable coatings. First, to improve the compatibility between the acrylate-based coating and the silica, the microsized silica surface was modified in two steps. The first step involved grafting of (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES) to introduce amino-reactive groups onto the surface. The second step consisted of grafting an acrylate monomer, dipropylene glycol diacrylate (DPGDA), via the aza-Michael reaction. The effectiveness of the modified silica-acrylate as a matting agent was demonstrated in this study. Subsequently, self-matting photopolymerizable coatings were found to be promising for low gloss surfaces applications without the use of matting agents. The study of a hybrid radical/cationic phase separated system showed that it was possible to obtain surface roughness by controlling the reaction kinetics of the system. To this end, the impact of photoinitiator concentration was studied to determine how reaction kinetics influence the final morphologies of the hybrid systems. Finally, this initial hybrid system was modified by the addition of a third methacrylate monomer and the miscibility study was performed to select a compatible ternary system before ultraviolet (UV) irradiation. Then a reactive copolymer, poly(butyl acrylate-co-glycidyl methacrylate), was added to manipulate the cross-linking network, polymer morphologies and properties. Depending on the copolymer concentration, the obtained surface morphologies could be smooth to very wrinkled with various amplitude variations, leading to low gloss values. The impact of the copolymer on the formation of the wrinkles was therefore studied by attention. The understanding and control of the hybrid systems are the major innovation of this project and can help to improve the current formulations for the next generation of self-matting coatings.

Ce projet de maîtrise est réalisé sous la direction d’André Bégin-Drolet et Pierre Blanchet dans le cadre de la Chaire de recherche industrielle CRSNG – Canlak en finition des produits du bois d’intérieur (CRIF). L’objectif principal est de fournir des connaissances permettant de guider les processus de densification et d’augmentation de la dureté des lames de plancher d’ingénierie pour une production à l’échelle industrielle afin de rendre les planchers plus durables et résistants. La revue de littérature a, dans un premier temps, permis de conclure que l’imprégnation sous vide est la méthode de densification de surface la plus rapide et efficace dans le cas du bois. Les modèles discutés, dont celui de Fito et al.[1], ainsi que des modèles de mécanique des fluides, ont révélé les paramètres d’imprégnation optimaux. Parmi ceux-ci, il y a la viscosité de la formulation d’imprégnation qui doit être la plus faible possible afin de maximiser la pénétration dans les pores du bois. Le liquide s’imprègne en venant combler les pores du bois puis il se fige grâce à la polymérisation, rendant ainsi le bois plus durable. Dans un deuxième temps, il est proposé de faire de l’imprégnation sous vide en continu et de façon automatisée. Deux prototypes réels ont été conçus afin de confirmer les paramètres d’imprégnation choisis ainsi que de trouver une séquence d’opération. Finalement, un prototype automatisé permettant de faire l’imprégnation de planches de plancher d’ingénierie est présenté. Celui-ci est évalué à 125000$ pour les coûts totaux de fabrication et confère une cadence de production de 0.7 m²/s. / This master's project is carried out under the direction ofAndré Bégin-Drolet and Pierre Blanchet as part of the CRSNG – Canlak en finition des produits du bois d’intérieur (CRIF). The main objective is to provide knowledge to guide the densification and hardness increase of engineered floorboards of industrial scale production in order to make floors more durable and resistant. The literature review initially concluded that vacuum impregnation is the fastest and most effective method of surface densification for wood. The models discussed, including that of Fito et al.[1], as well as fluid mechanics models, revealed the optimal impregnation parameters. These include the viscosity of the impregnation formulation, which should be as low as possible in order to maximize penetration into the wood pores. The liquid impregnates by filling the pores of the wood and then sets through polymerization, making the wood more durable. In a second step, it is proposed to carry out vacuum impregnation continuously and automatically. Two real prototypes have been designed in order to confirm the chosen impregnation parameters as well as to find a sequence of operation. Finally, an automated prototype allowing the impregnation of engineering floor boards is presented. It is evaluated at $125,000 for total manufacturing costs and gives a production rate of 0.7 m²/sec.

Aujourd'hui, les grandes structures en bois sont rendues possibles grâce à la présence sur le marché de matériaux en bois d'ingénierie très développés. Généralement, tous ces matériaux structuraux et leurs constituants sont de forme rectangulaire, pleine et droite. Il est rare de rencontrer une géométrie périodique, comme la forme ondulée, chez ces matériaux à base de bois, alors que cette géométrie est très courante dans les structures métalliques et les matériaux composites avancés. La configuration ondulée est considérée comme un mécanisme de renforcement mécanique très efficace qui permet d'améliorer la capacité portante et la stabilité d'une structure plate mince. Ce mécanisme est mis en évidence dans ce projet de recherche qui vise à concevoir et développer un composite structural à base de panneaux corrugués à base de bois afin de favoriser l'utilisation de matériaux biosourcés dans la construction au Canada. armi les options de développement possibles, les produits Corrshield et Corrpack de l'entreprise Corruven constituent des matières premières de base permettant au présent projet la conception d'un nouveau matériau composite structural. Dans le premier volet de ce projet, les panneaux corrugués à base de bois ont été caractérisés mécaniquement. Cette caractérisation comprenait des essais de compression, de traction et de flexion dans le sens parallèle et perpendiculaire aux ondulations du panneau. La configuration ondulée permet de renforcer ces panneaux dans le sens de l'ondulation, à tel point que les propriétés mécaniques des panneaux ondulés dans le sens longitudinal sont clairement supérieures à celles dans le sens transversal. Par la suite, des applications structurelles potentielles du composite à base de ces panneaux ont été identifiées. Parmi ces applications structurelles qui pourraient être développées, les poutrelles en I avec une âme à base de panneaux corrugués semblent être l'option la plus prometteuse. L'idée est de fournir au concepteur une option supplémentaire aux poutrelles en I de bois qui existent actuellement sur le marché. La poutrelle développée possède une âme en panneaux corrugués capable de remplir le même rôle structurel que les âmes courantes de poutrelle en I de bois. Par conséquent, un cahier des charges a été établi pour une poutrelle avec âme à base de panneaux corrugués ayant une fonction structurelle, sur la base des spécifications des poutrelles en I de bois. Dans un second volet de ce projet, deux modèles de poutrelle avec des configurations d'âme différentes ont été sélectionnés. Le premier modèle consiste en une poutrelle en I dont l'âme est constituée d'un seul panneau corrugué placé verticalement. Le second est une poutrelle en I dont l'âme est constituée d'un double panneau corrugué placé verticalement en nid d'abeille. Les poutrelles développées ont été fabriquées et caractérisées par des essais de flexion afin de déterminer leurs propriétés mécaniques. Les résultats ont montré que la capacité de cisaillement d'une poutrelle avec une âme ondulée à un seul panneau n'est que de 45 %, tandis qu'une poutrelle avec une âme ondulée à double panneau offre 87 % de la capacité de cisaillement des poutrelles en I de bois avec âme en OSB. Dans un troisième volet de ce projet, une étude numérique a été appliquée sur des poutrelles en I avec âme ondulée dans l'essai de flexion en utilisant le logiciel Abaqus. Cette approche numérique a permis d'étudier la sensibilité du modèle d'essai de la poutrelle aux propriétés élastiques de l'âme ondulée. Les résultats montrent que le module de cisaillement dans le plan est la propriété élastique la plus significative dans le comportement de la poutrelle et est estimé à 1300 MPa, afin de reproduire le même comportement de la poutrelle à âme ondulée que celui testé expérimentalement. Cette approche numérique a également permis de déterminer le mode de rupture en cisaillement de l'âme ondulée. Ce mode de rupture se manifeste par un flambage interactif, suivi de la création de lignes de tension diagonales. / Today, large wood structures are made possible by the presence on the market of highly developed engineered wood materials. Typically, all these structural materials and their components are rectangular, full, and straight. It is rare to find a periodic geometry such as the corrugated shape in these wood-based materials, whereas this geometry is very common in metal structures and advanced composite materials. The corrugated configuration is considered a highly effective mechanical reinforcement mechanism for improving the capacity and stability of a thin, flat structure. This mechanism is highlighted in this research project, which aims to design and develop a structural composite based on corrugated wood-based panels to promote the use of biobased materials in construction in Canada. Among the possible development options, Corruven's Corrshield and Corrpack products are the basic raw materials for the design of a new structural composite material. In the first chapter of this project, corrugated wood-based panels were mechanically characterized. This included compression, tensile and bending tests in directions parallel and perpendicular to the corrugations. The corrugated configuration allows these panels to be strengthened in the direction of the corrugation, to such an extent that the mechanical properties of corrugated panels in the longitudinal direction are clearly superior to those in the transverse direction. Subsequently, potential structural applications for the composite based on these panels were identified. Among the structural applications that could be developed, I-joists with corrugated panel web appear to be the most promising option. The idea is to offer designers an additional option to the wood I-joists currently on the market. The joist developed has a corrugated panel web capable of fulfilling the same structural role as the current wooden I-joist webs. Consequently, specifications were drawn up for a joist with a corrugated panel web with a structural function, based on the specifications for wooden I-joists. In the second chapter of the project, two joist models with different web configurations were selected. The first is an I-joist with a single vertically placed corrugated panel web. The second is an I-joist with a double corrugated panel placed vertically in a honeycomb web. The I-joists developed were fabricated and characterized by bending tests to determine their mechanical properties. The results showed that the shear capacity of a joist with a single-panel corrugated web is only 45 %, while a joist with a double-panel corrugated web offers 87 % of the shear capacity of wood I-joists with OSB web. In the third chapter of this project, a numerical study was carried out on I-joists with corrugated web in the bending test, using Abaqus software. This numerical approach made it possible to study the sensitivity of the joist test model to the elastic properties of the corrugated web. The results show that the in-plane shear modulus is the most significant elastic property in the behavior of the joist and is estimated at 1300 MPa, to reproduce the same behavior of the corrugated web joists as experimentally tested. This numerical approach also enabled us to determine the mode of shear failure of the corrugated web. This mode of failure manifests itself as interactive buckling, followed by the creation of diagonal tension lines.

Les matières résiduelles deviennent progressivement les ressources de demain. Cette optimisation des matières résiduelles est mise en avant grâce à La Politique québécoise de gestion des matières résiduelles 1998-2008. Représentant près du dixième de l'ensemble des résidus, les rebuts de bois possèdent un important potentiel de mise en valeur. Actuellement, ce potentiel est limité en raison des lacunes dans la gestion de cette matière. Le manque d'options pour les différentes optimisations, relié directement à l'absence de collecte et de triage des résidus, provoque une situation favorisant l'enfouissement comme principal devenir. Ayant pour but d'optimiser le potentiel des rebuts de bois, l'objectif de la présente recherche est de développer une nouvelle approche de gestion intégrée des rebuts de bois au Québec. Pour ce faire, la dynamique de la matière ligneuse a été étudiée et en particulier un outil de collecte qui connaît une ascension fulgurante depuis quelques années: l'écocentre. Suite aux lacunes répertoriées, un modèle a été créé afin de comprendre la dynamique des rebuts de bois dans la société. Ce dernier apporte des solutions concrètes à l'enfouissement des résidus par la mise en place d'établissements (écocentres) permettant de récupérer les matières résiduelles, de les trier adéquatement et de les répartir pour différentes voies de réemploi, de recyclage et de valorisation. De plus, le modèle permet de simuler les changements associés aux différents choix de mises en valeur des résidus dans l'ensemble de la dynamique des matières. Le nombre d'écocentres québécois a connu une très grande popularité au cours de ces dernières années. Cependant, les gestionnaires des écocentres doivent augmenter leur efficacité de traitement des matières résiduelles en optimisant le potentiel des matières résiduelles tout en étant informés et critiques sur les différents modes de mises en valeur des résidus. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Gestion, Matière résiduelle, Bois, Bois traité, Écocentre, Déchetterie.

Mémoire de DEA--Paris--INALCO, 1990. / Bibliogr. f. 26-31.

Proefschrift--Utrecht--Universiteit, 2007. / Bibliogr. p. 392-411. Index. Résumé en anglais.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Énergétique et transferts : Toulouse, INPT : 2006. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 118 réf.

Thèse doctorat : Sciences du bois : Nancy 1 : 2005. / Titre provenant de l'écran-titre.

Thesis (M.E.Des.)--University of Calgary, 2000. / Includes bibliographical references.

Th. Ph. D.--History of art--Ann Arbor--University of Michigan, 1982. / Bibliogr. p. 241-258.