Approche multi échelles de caractérisation pour le développement de matériaux à base de bois

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Le secteur forestier, particulièrement l’Est canadien, présente un manque d’utilisateurs des bois feuillus surtout au niveau de la qualité de trituration. Cette situation est le résultat de déclin de l’industrie des pâtes et papiers et a pour principale conséquence de déséquilibrer le panier d’utilisateurs de la forêt feuillue. En parallèle, l’industrie de la construction en bois est en pleine expansion avec l’établissement de matériaux d’ingénierie tels que les panneaux lamellés croisés (CLT) et les lamellés collés. Il apparait que plusieurs obstacles ont été levés quant à l’utilisation de ceux-ci dans le domaine de la construction en hauteur, particulièrement dans la construction non résidentielle. Ce contexte est très favorable au développement de produits d’ingénierie à base de feuillus pour l’industrie de la construction. L’objectif général de la demande sera d’établir la connaissance et les outils nécessaires au développement de produits d’ingénierie à base de bois des espèces feuillues de qualité de trituration. Dans le but d’obtenir des outils fiables et permettant une caractérisation rapide de la matière première, l’approche proposée dans ce programme se basera sur une approche multi-échelles. En effet, l’état de la technologie en caractérisation mécanique et physique des matériaux permet maintenant de faire des extrapolations raisonnables d’essais à l’échelle cellulaire jusqu’aux matériaux de construction. Il s’agit d’atteindre le niveau où la physico-chimie des matériaux se confond avec la mécanique de ceux-ci. Il sera possible d’utiliser la nanoindentation pour définir les modules et les propriétés de fluage. Cette approche a été considérée pour d’autres matériaux hétérogènes comme les schistes (Delafargue 2005), mais peu utilisée pour le bois. Par une approche d’homogénéisation (Delafargue 2005), il apparait raisonnable d’extrapoler à plus grande échelle. La technique d’analyse mécanique dynamique (DMA) couplée à un module de contrôle de la teneur en humidité a déjà démontré son efficacité dans la caractérisation des propriétés de fluage de l’érable à sucre (Kaboorani et al 2013, Kaboorani et Blanchet 2014) et sera aussi mise à profil dans la validation de cette mise à l’échelle. L’objectif du programme proposé sera de faire le lien entre ces techniques de caractérisation de pointe et le développement de produits d’ingénierie structuraux à base de sciage de feuillus de basse qualité. Il est à noter que si les approches de caractérisation à faible échelle ont émergé depuis quelques années pour caractériser le matériau bois, peu de travaux ont caractérisé les bois de feuillus et proposé des approches de mise à l'échelle.