Caractérisation mécanique non destructive des grumes à l'aide du GrindoSonic

(fre) Actuellement, le bois de construction ne permet pas de concurrencer les autres matériaux du point de vue économique. Une solution est de limiter les différentes étapes de transformations en utilisant le tronc directement comme élément de structure. L’un des défis majeurs de ce cette démarche est la détermination, de manière non-destructive, des propriétés mécaniques des grumes entières. Ce mémoire explore la méthode utilisant la technique d’excitation par impulsion (IET) à l’aide du GrindoSonic® à des fins de caractérisation de la rigidité des grumes. De plus, cette technique est utilisée pour détecter un éventuel endommagement mécanique subi par la grume au cours d’un protocole non destructif statique cyclique, réalisé en parallèle. Avant d’utiliser l’IET sur les grumes, des expériences sur petites éprouvettes équarries, cylindriques et coniques ont été réalisées. Ces expériences ont montré que le module dynamique est différent du module statique et qu’il est moins sensible à l’endommagement. Ensuite, des expériences sur 3 lots de 10 grumes d’essences différentes ont permis d’établir des critères permettant de cibler leurs fréquences propres. De plus, comparée à la résonance flexionnelle, la résonance longitudinale, plus précise, a fait ses preuves sur l’essence d’épicéa. Pour finir, un éventuel endommagement mécanique peut être décelé en comparant des mesures physiques avant et après le protocole statique. Une application industrielle de la méthode IET pourrait être envisagée en scierie, car elle pourrait s’utiliser afin d’effectuer une présélection rapide, et nécessitant peu de matériel permettant d’exclure les grumes ne présentant pas la raideur attendue.

(eng) Currently, timber is not economically competitive with other materials. One solution is to limit the various processing stages and to use the log directly as a structural element. One of the major challenges of this approach is the non-destructive determination of the mechanical properties of the full log. This thesis explores the IET method using the GrindoSonic® for characterising the axial stiffness of logs and detecting mechanical damage in a cyclic static non-destructive protocol, carried out in parallel. Before using the IET on logs, experiments on squared, cylindrical, and conical specimens were performed. These experiments have shown that the dynamic modulus is different from the static modulus and is less sensitive to damage. In the log experiments, criteria were found to target the natural frequency and 3 different wood species batches of 10 logs were tested. Of the methods tested, longitudinal resonance is the most accurate and has proven to be successful with spruce. Furthermore, possible mechanical damage can be detected by comparing physical measurements before and after the protocol. An industrial application of the IET method could be considered in sawmills, as it could be used to perform a quick, low equipment screening to exclude logs that do not have the expected stiffness.