La forêt Pyrénéenne comporte une grande richesse en bois dont la qualité est encore très peu étudiée. Une valorisation de ces ressources locales constitue un des enjeux de la filière forêt-bois dans la région afin d'apporter plus de valeur ajoutée et d'accroître les bénéfices de cette filière. C'est dans ce contexte que cette thèse a vu le jour pour découvrir la potentialité des ressources locales et pour comparer leur performance (hêtre des Pyrénées, Douglas et Chêne). A l'heure actuelle, la majorité des entreprises s'imposent une sur-qualité pour améliorer la qualité de surface du bois usiné avant le collage ou avant l'application de la finition. A l'état actuel des connaissances, aucune étude n'a permis de répondre de façon précise à la question suivante : " quelles caractéristiques de l'état de surface donnent une performance acceptable à la finition et au collage ? ". L'objectif principal de ma thèse est donc d'identifier des critères quantitatifs permettant de caractériser l'état de surface du bois usiné en vue d'évaluer sa performance vis-à-vis d'une application donnée, et d'en déduire les conditions de coupe optimales. Deux domaines d'application ont été étudiés : le collage du bois en construction et en menuiserie intérieure, la finition du bois en menuiserie intérieure. Pour mener à bien ces travaux, de nombreux essais ont été réalisés: (i) Usinage du bois chez les industriels en faisant varier les paramètres de rabotage et de ponçage pour obtenir toutes les gammes possibles de qualités de surface et de performances; (ii) Caractérisation des états de surfaces usinées (mesures des paramètres topographiques 3D, des paramètres physico-chimiques et des endommagements anatomiques); (iii) Collage et application de la finition chez les industriels; (iv) Evaluation de la performance au collage (performance à l'adhésion et durabilité du collage), et de la performance à la finition (performance esthétique par analyse des relevés de fibres qui apparaissent après l'application d'un vernis aqueux, la performance à l'adhésion et la durabilité de la finition). Au final, les caractéristiques géométriques, physico-chimiques et anatomiques essentielles que doit avoir une surface usinée pour assurer une performance au collage et à la finition acceptable et durable ont été identifiées. Une modélisation des relations entre les paramètres d'état de surface et les critères de performance pour chaque application a été établie. Les résultats découlant de cette recherche constituent une référence pour les travaux futurs sur la fonctionnalité des surfaces bois usinées. En effet, les modèles établis s'avèrent d'une importance capitale, d'une part pour optimiser l'usinage du bois dans le contexte industriel, et d'autre part pour simuler la performance d'une surface donnée en fonction de ses caractéristiques. En outre, l'étude a permis d'évaluer la performance des ressources locales (hêtre des Pyrénées) par rapport aux essences communément utilisées (chêne et douglas). La thèse présente donc des intérêts multiples dans le développement de la connaissance scientifique et de l'économie régionale. / The Pyrenees forest has significant old-growth but non-valued timber resources. One of the current challenges consists in using those forest resources to generate better added-value and enhance the benefits for the regional wood industry. It was in this context, that this thesis started to discover the potentiality of local resources, and to compare their performance (Pyrenees beech, Douglas fir and Oak). Most wood industries impose an over-quality to improve the surface due to a lack of knowledge on the surface characteristics that would optimize bonding and finishing. To date, no previous scientific research has examined what surfaces characteristics give an acceptable bonding and finishing performance. This study mainly aims to identify quantitative criteria which characterize wood machined surface to evaluate the performance for a given application. Two areas of application were studied: wood bonding for structural and non-structural uses, wood finishing for interior joinery. Several tests were performed to reach the goal: (i) Wood machining processes were carried out using industry machines. The levels of planning and sanding parameters were varied to obtain all possible ranges of surface quality and performances; (ii) Wood machined surfaces were characterized (measurement of 3D topographic surface parameters, physico-chemical parameters and anatomical defects); (iii) Bonding and finishing application were performed in industry; (iv) Bonding performance (adhesion performance, durability), and finishing performance (esthetical performance by analyzing the raised fibers due to the application of waterborne varnish, adhesion performance and durability) were assessed. The essential geometric characteristics required for a machined surface to ensure acceptable bonding and finishing performance were identified. Models that link surface parameters and performance criteria for each application were established. This study represents an essential reference for future research works on the functionality of machined wood surfaces. Indeed, the established models are of paramount importance, on one hand to optimize the cutting of woods in industry, and on the other hand to simulate the performance of a given surface depending on its characteristics. In addition, this study assessed how performant local resources (Pyrenees beech) are relative to other commonly used wood species (Oak and Douglas). Therefore, this PhD thesis has multiple interests in the advancement of scientific knowledge and the development of regional economy.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2017TOU30051 |
| Date | 16 March 2017 |
| Creators | Ramanakoto, Miora Falimiarana |
| Contributors | Toulouse 3, Castanié, Bruno, Eyma, Florent |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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