The purpose of this study is to test the mechanical, dimensional stability, and weathering durability of OSB (oriented strand board) panels that have been treated with varying natural wood preservatives that were chosen from an array of natural antimicrobial compounds. Wood is increasing in popularity for new construction projects but has been limited by its vulnerability to biological degradation. The addition of natural antimicrobial compounds will increase the use life of wood-based strand board allowing its use to expand with the growing construction demand but has little data on how natural antimicrobial compounds impact different properties of the OSB. The preliminary specimens produced will be tested for mechanical, dimensional stability, and weathering durability properties, and then larger specimens will be made to test the properties at a larger scale.

Lors de cette étude, j'ai effectué des recherches sur trois sortes d'assemblages du bois : les colles naturelles, les colles synthétiques et le soudage sans colles, ceci dans le but d'améliorer les performances de fabrication des panneaux de particules, des panneaux contreplaqués, des lamellés-collés et des composites. Dans ce travail, le contenu d'étude inclut les éléments suivants : 1) L'assemblage des panneaux semi-extérieurs ou extérieurs par les colles naturelles : Trois types différents de tannins (les tannins hydrolysables de châtaigniers, les tannins condensations de pin radiata et les tannins condensations de mimosa) sont étudiés. 2) L'assemblage des panneaux extérieurs par les colles synthétiques : Différents types d'additifs (le nanoargile, des précurseurs oligomériques de poly (amine-ester) et glutaraldéhyde) pour améliorer leurs performances. La résine MUF (Mélamine-Urée-Formaldéhyde) est obtenue sous forme de poudre par séchage d'atomisation ainsi sa durée de vie est potentiellement infinie.3) L'assemblage des panneaux extérieurs par soudage sans colles : Deux matériaux (l'huile et la lignine acétylée) pour améliorer les résistances à l'eau. Toutes les propriétés physico-chimiques et mécaniques ont été étudiées en mettant en oeuvre des techniques d'analyse et d'évaluation telles que la thermomécanique TMA, la cristallographie aux rayons X (XRD), la résonance magnétique nucléaire 13C RMN, la spectrométrie de masse MALDI-TOF, et la fabrication des panneaux en laboratoire. Finalement, nous avons amélioré les caractéristiques des panneaux avec les colles ou sans colles et spécifiquement la résistance à l'eau pour une utilisation extérieure / In this studied, wood based composites were assembled with the natural adhesive (tannin adhesive), the synthesis adhesive (MUF) and the welding wood without adhesive. These wood composites include particleboard, plywood and glulam. We focus on these works as follows: 1) Three different types of tannins (chestnut hydrolysable tannins, pine condensation tannins and mimosa condensation tannins) as thermosetting or cold-setting adhesive were studied to assemble particleboard, plywood and glulam for application to semi-exterior or exterior. 2) The characteristics of MUF resins for particleboard applications have been improved through a number of additives (nanoclay, hyperbranched polymer and glutaraldehyde), the powder adhesive of MUF was obtained by spray-drying technologies, and it could be prolonger the shelf-life of MUF adhesive. It also can be application to exterior after enhancing. 3) The blockboard for application exterior was assembling by welded dowels, two differents materials (sun flower oil and acetylated lignin) were used to improve the water resistance. These physical, chemical and mechanical properties of these assemblages was investigated by implementing some techniques such as thermomechanical analysis (TMA), X-ray diffraction (XRD), nuclear magnetic resonance (13C NMR), matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectroscometry (MALDI-TOF), and by manufacturing wood composites. Finally, the performances of these wood composites were apparent improved whether with the tannin adhesive, the MUF adhesive or the welding wood without adhesive, especially improved the water resistance of wood composites for exterior applications

Significativa porção das embarcações de pequeno e médio porte brasileiras é oriunda de estaleiros artesanais que têm sido questionados quanto à sua sustentabilidade econômica e ambiental, inclusive por meio de iniciativas que propõem a substituição de seus materiais e processos de fabricação tradicionais. O presente trabalho tem por objetivo colaborar para o incremento da sustentabilidade econômica e ambiental da Construção Naval Artesanal com o emprego sistemático da Seleção de Materiais & Design. Utilizou-se de pesquisa de campo para identificar os usos das embarcações, a origem e situação de artesãos e seus estaleiros e as mudanças em curso. Mapas de propriedades dos materiais foram elaborados para comparar diversas opções em materiais e processos de fabricação quanto ao desempenho mecânico e sustentabilidade econômica e ambiental. Destes, um conjunto de opções em materiais e processos de fabricação foi analisado em profundidade, no projeto estrutural e análise de embarcações à luz de normas e recomendações internacionais. Conclui-se que os construtores navais artesanais no litoral brasileiro já produzem embarcações robustas, seguras e eficientes; e que a simples substituição da construção tradicional de embarcações de pesca em madeira nativa, no litoral brasileiro, por laminados sólidos de resina poliéster reforçada com fibra de vidro não se justifica, quer seja em termos de desempenho estrutural, do ponto de vista econômico ou ambiental. A construção naval artesanal pode ser aperfeiçoada pela adoção de reforços longitudinais e anteparas estanques, pela melhoria da resistência do casco ao ataque de organismos marinhos perfuradores da madeira, bem como pela gradual introdução de novos materiais e processos como, por exemplo, compósitos do tipo sanduíche com núcleo de madeira. / Most of the Brazilian small and medium sized crafts are built by artisanal boatyards. However, there are doubts about such yards economic and environmental sustainability, and changes in their traditional materials and manufacturing processes are being proposed. The present work aims to collaborate to increase the economic and environmental sustainability of the artisanal boatbuilding through the systematic approach of Materials Selection & Design. Field research was conducted in order to identify the crafts uses, the shipwrights origin and situation, and the boatyards ongoing changes. Materials properties charts were built to compare available materials and manufacturing processes over its mechanical, economic and environmental sustainability performance. Therefore, some materials and manufacturing processes were in depth analyzed on the design of small working craft according to international standards and recommendations. Results shown that Brazilian craftsmen already design and build sound, safe and seaworthy vessels; and that simply adopting single skin laminate composite construction as a substitute for wood in the small fishing craft fleet can be less sustainable both from economical and environmental perspectives. Artisanal boatbuilding can be further improved through the use of longitudinal stringers and watertight bulkheads, the enhancement of the hull resistance against woodborers, as well as the gradual adoption of new materials and processes such as woodencored sandwich composites.

Significativa porção das embarcações de pequeno e médio porte brasileiras é oriunda de estaleiros artesanais que têm sido questionados quanto à sua sustentabilidade econômica e ambiental, inclusive por meio de iniciativas que propõem a substituição de seus materiais e processos de fabricação tradicionais. O presente trabalho tem por objetivo colaborar para o incremento da sustentabilidade econômica e ambiental da Construção Naval Artesanal com o emprego sistemático da Seleção de Materiais & Design. Utilizou-se de pesquisa de campo para identificar os usos das embarcações, a origem e situação de artesãos e seus estaleiros e as mudanças em curso. Mapas de propriedades dos materiais foram elaborados para comparar diversas opções em materiais e processos de fabricação quanto ao desempenho mecânico e sustentabilidade econômica e ambiental. Destes, um conjunto de opções em materiais e processos de fabricação foi analisado em profundidade, no projeto estrutural e análise de embarcações à luz de normas e recomendações internacionais. Conclui-se que os construtores navais artesanais no litoral brasileiro já produzem embarcações robustas, seguras e eficientes; e que a simples substituição da construção tradicional de embarcações de pesca em madeira nativa, no litoral brasileiro, por laminados sólidos de resina poliéster reforçada com fibra de vidro não se justifica, quer seja em termos de desempenho estrutural, do ponto de vista econômico ou ambiental. A construção naval artesanal pode ser aperfeiçoada pela adoção de reforços longitudinais e anteparas estanques, pela melhoria da resistência do casco ao ataque de organismos marinhos perfuradores da madeira, bem como pela gradual introdução de novos materiais e processos como, por exemplo, compósitos do tipo sanduíche com núcleo de madeira. / Most of the Brazilian small and medium sized crafts are built by artisanal boatyards. However, there are doubts about such yards economic and environmental sustainability, and changes in their traditional materials and manufacturing processes are being proposed. The present work aims to collaborate to increase the economic and environmental sustainability of the artisanal boatbuilding through the systematic approach of Materials Selection & Design. Field research was conducted in order to identify the crafts uses, the shipwrights origin and situation, and the boatyards ongoing changes. Materials properties charts were built to compare available materials and manufacturing processes over its mechanical, economic and environmental sustainability performance. Therefore, some materials and manufacturing processes were in depth analyzed on the design of small working craft according to international standards and recommendations. Results shown that Brazilian craftsmen already design and build sound, safe and seaworthy vessels; and that simply adopting single skin laminate composite construction as a substitute for wood in the small fishing craft fleet can be less sustainable both from economical and environmental perspectives. Artisanal boatbuilding can be further improved through the use of longitudinal stringers and watertight bulkheads, the enhancement of the hull resistance against woodborers, as well as the gradual adoption of new materials and processes such as woodencored sandwich composites.

Significativa porção das embarcações de pequeno e médio porte brasileiras é oriunda de estaleiros artesanais que têm sido questionados quanto à sua sustentabilidade econômica e ambiental, inclusive por meio de iniciativas que propõem a substituição de seus materiais e processos de fabricação tradicionais. O presente trabalho tem por objetivo colaborar para o incremento da sustentabilidade econômica e ambiental da Construção Naval Artesanal com o emprego sistemático da Seleção de Materiais & Design. Utilizou-se de pesquisa de campo para identificar os usos das embarcações, a origem e situação de artesãos e seus estaleiros e as mudanças em curso. Mapas de propriedades dos materiais foram elaborados para comparar diversas opções em materiais e processos de fabricação quanto ao desempenho mecânico e sustentabilidade econômica e ambiental. Destes, um conjunto de opções em materiais e processos de fabricação foi analisado em profundidade, no projeto estrutural e análise de embarcações à luz de normas e recomendações internacionais. Conclui-se que os construtores navais artesanais no litoral brasileiro já produzem embarcações robustas, seguras e eficientes; e que a simples substituição da construção tradicional de embarcações de pesca em madeira nativa, no litoral brasileiro, por laminados sólidos de resina poliéster reforçada com fibra de vidro não se justifica, quer seja em termos de desempenho estrutural, do ponto de vista econômico ou ambiental. A construção naval artesanal pode ser aperfeiçoada pela adoção de reforços longitudinais e anteparas estanques, pela melhoria da resistência do casco ao ataque de organismos marinhos perfuradores da madeira, bem como pela gradual introdução de novos materiais e processos como, por exemplo, compósitos do tipo sanduíche com núcleo de madeira. / Most of the Brazilian small and medium sized crafts are built by artisanal boatyards. However, there are doubts about such yards economic and environmental sustainability, and changes in their traditional materials and manufacturing processes are being proposed. The present work aims to collaborate to increase the economic and environmental sustainability of the artisanal boatbuilding through the systematic approach of Materials Selection & Design. Field research was conducted in order to identify the crafts uses, the shipwrights origin and situation, and the boatyards ongoing changes. Materials properties charts were built to compare available materials and manufacturing processes over its mechanical, economic and environmental sustainability performance. Therefore, some materials and manufacturing processes were in depth analyzed on the design of small working craft according to international standards and recommendations. Results shown that Brazilian craftsmen already design and build sound, safe and seaworthy vessels; and that simply adopting single skin laminate composite construction as a substitute for wood in the small fishing craft fleet can be less sustainable both from economical and environmental perspectives. Artisanal boatbuilding can be further improved through the use of longitudinal stringers and watertight bulkheads, the enhancement of the hull resistance against woodborers, as well as the gradual adoption of new materials and processes such as woodencored sandwich composites.