Viscoelastic behaviour of green wood along fibres (diversity and long-term prediction)

Le but de l'étude consistait à prédire le comportement viscoélastique longitudinal du bois vert dans la période correspondant à la vie d'un arbre et d'explorer la diversité de ces propriétés. Le travail s'est déroulé en deux temps. Une analyse exploratoire des propriétés vibratoires a été effectuée sur un large échantillon incluant divers types de bois, y compris des bois de réaction, issus de dix espèces tropicales. Dans un deuxième temps, une sélection restreinte des échantillons a été utilisée pour une étude approfondie du comportement en fluage à long terme. Par ailleurs, la relation avec les paramètres structuraux tels que densité, angle des microfibrilles et pourcentage des éléments anatomiques a été étudiée. Une procédure d'évaluation du fluage à long terme a été mise au point à partir d'essais à différentes températures. L'occurrence du vieillissement physique suite au refroidissement consécutif au chauffage au dessus de la température de transition vitreuse du bois a été mise en évidence. L'applicabilité du principe d'équivalence temps-température a été remise en question par l'analyse des résultats dans le plan complexe approché (PCA). L'hypothèse supplémentaire de la dépendance de la complaisance initiale à la température, similaire à l'élasticité entropique des polymères amorphes, a été proposée et appliquée, permettant de prédire avec succès le comportement à long terme à partir d'essais courts. Le fluage thermoactivé, ainsi que le phénomène de vieillissement physique, ont été décrits par un modèle de Maxwell parabolique identifié à partir de la représentation des résultats dans le PCAThe aim of the study was to predict the long-term creep behaviour of green wood in longitudinal direction for a period corresponding to a tree life and explore the variability of this behaviour. The study took place in two steps: first, a screening of vibration properties was done on a large sample of ten tropical species including different wood types, the reaction wood included. Second, a small selection was used for an in-depth analysis of the long-term creep properties. Further, the relation with structural parameters such as basic density, microfibril angle and percentage of anatomical elements was investigated. A testing procedure was developed to assess the long-term viscoelastic properties based on short-term creep tests performed at different temperatures. Occurrence of physical aging phenomenon, subsequent to a quench from a temperature above the temperature of glassy transition, was evidenced. Direct applicability of the time-temperature equivalency was questioned by discrepancies observed in the approximated complex plane (ACP). Additional assumption of the temperature dependency on the initial compliance, similar to the entropic elasticity in amorphous polymers, was suggested and successfully applied to obtain reliable long-term creep predictions. Thermo activated creep behaviour along with the physical aging was described by a parabolic Maxwell model identified from the representation of experimental data in the ACP. Finally, the hypothesis of a key role played by the middle lamella in the long-term creep was suggested to explain the weakness of the correlations observed between the amount of relative creep and the structure of the cell wallMONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF