Le bois est un bio polymère qui se distingue des autres matériaux industriels (polymères, métaux) par son origine végétale. Dérive d'un tissu cellulaire, il est hygroscopique, anisotrope, instable dimensionnellement et vulnérable aux attaques biologiques (insectes et champignons). Le procédé de rétification du bois consiste en une pyrolyse ménagée (entre 180 et 250°C) sous atmosphère contrôlée et réduit de façon notable l'hygroscopie, l'instabilité dimensionnelle et la biodégradabilité du matériau traité. Cette étude a mis en évidence des différences de sensibilité thermique entre les feuillus et les résineux. Ces derniers peuvent présenter des taux de résines plus ou moins importants qui influent sur le comportement du matériau au cours de la rétification. Les départs gazeux observes sont attribués à une destruction importante des hemicelluloses et une modification de la lignine. Le bois traité thermiquement est plus hydrophobe que le matériau de départ en raison d'une destruction de groupes hydroxyles des hemicelluloses. La présence d'acide acétique, issu de la dégradation des hemicelluloses à haute température, permet de catalyser les réactions de condensation de la lignine, mais pourrait également contribuer à la dégradation mécanique du matériau. Une étude menée sur le matériau massif a démontré que la structure cristalline de la cellulose n'est pratiquement pas affectée par le traitement thermique. L'augmentation de la résistance aux attaques fongiques semble être due à des réactions de condensation de la lignine. La quantité de composés extractibles (essentiellement des phénols) augmente suite au traitement thermique. Le paramètre fondamental du procédé de rétification est la température de traitement du matériau. Les analyses de la structure chimique du bois, avant et après traitement par spectrométrie drift, mettent en évidence un seuil pour une température de rétification de 240°C.

Cette thèse envisage les différents problèmes inhérents à l'association de fibres de bois et de gypse dans le but d'élaborer un matériau composite résolvant une partie des défauts de produits préfabriqués en gypse, aujourd'hui largement employés dans l'édification de cloisons. Dans un premier temps, l'étude a donc été consacrée à l'obtention de données de référence concernant les deux essences de bois choisies (peuplier et pin) : analyse chimique des extraits aqueux du bois, propriétés hygroscopiques, mesure des fibres obtenues par trois méthodes de fragmentation et mesure de la contrainte de cisaillement interfaciale, en étudiant également l'influence d'un traitement thermique de stabilisation du bois, la rétification.<br /><br />Nous avons pu montrer que les extraits aqueux du bois n'ont qu'une faible influence sur l'hydratation du plâtre, au travers de légers retards, sans modification des propriétés mécaniques du gypse. Aucun lien n'a pu être établi avec la nature des molécules extraites du bois.<br /><br />La forme des fibres s'est montrée cruciale pour les propriétés mécaniques du composite ; nous avons pu sélectionner une essence, le peuplier, et une méthode de fragmentation, le défibrage papetier, qui permettent d'obtenir des performances nettement supérieures à celles du gypse. La rétification a montré un effet négatif, puisqu'elle induit une perte de performances par rapport aux fibres naturelles.<br /><br />L'introduction de fibres de bois stabilisées par rétification a pour résultat la stabilisation dimensionnelle du composite, puisqu'on obtient un matériau plus stable que le gypse lui-même.<br /><br />Des essais physiques sur des échantillons plus représentatifs du produit fini ont montré de notables améliorations de ses propriétés.

Le traitement thermique (200°C à 250°C) de rétification améliore les propriétés physicochimiques du bois traite; cependant, il est nécessaire de déterminer les conditions optimales de traitement en fonction des caractéristiques initiaux de I' échantillon à traiter et des propriétés qu'on veut obtenir. Deux études ont été effectuées en parallèle, l'étude expérimentale et la modélisation du traitement du bois sous gaz convectif. C'est l'utilisation d'un réacteur instrumente à l'échelle de laboratoire qui a facilite considérablement la réalisation de cette étude expérimentale sur des échantillons de bois de tailles variables. Chaque paramétré du traitement ( température et durée de traitement, vitesse de montée en température, étapes intermédiaires, humidité initiale de I' échantillon, son essence et son épaisseur ) influe sur les évolutions des variables du procédé ( température et pression internes du bois, sa masse ainsi que la quantité et la nature des gaz émis par l'échantillon dans le réacteur). Le choix de ces paramétrés conditionnent la vitesse de séchage (première phase) et les cinétiques globales de rétification ( deuxième phase ) pendant chaque traitement. Les résultats du couplage du four avec le spectromètre Infrarouge à Transformée de Fourier (IRTF) montrent les cinétiques d'émission des gaz au cours du traitement. Ces résultats sont corrobores par ceux obtenus avec le capteur de gaz qui est utilise en vue de contrôler le procédé. Les phénomènes prépondérants qui ont lieu au cours du traitement ont été modélises. Après sa résolution numérique et sa validation, ce modelé a permis d'expliquer et de prédire le traitement d'un échantillon relativement sec. n peut être utilise pour compléter les études des influences de paramétrés du traitement et éventuellement le contrôle du procédé. Ces études sont indispensables pour I' optimisation du procédé et son extrapolation vers une échelle préindustrielle.