Effet de la teneur en eau sur la caractérisation des propriétés mécaniques du bois par mesures ultrasonores

Le bois et ses produits dérivés sont des ressources renouvelables, essentielles pour un grand nombre de domaines comme la construction de bâtiments/meubles/instruments de musique par exemple. Son comportement mécanique variant selon sa nature hygroscopique, anisotrope et hétérogène, la caractérisation de ses propriétés en fonction de l’environnement hygro-thermique est cruciale pour sa préservation. Non destructives, les méthodes acoustiques et ultrasonores sont populaires en raison de leur rapidité, leur simplicité et leur faible coût. Elles utilisent des actionneurs et des capteurs comme des marteaux de force, des accéléromètres et des transducteurs ultrasonores, permettant d'associer les paramètres caractéristiques des ondes aux propriétés mécaniques des matériaux. Pour une meilleure compréhension de la propagation des ondes ultrasonores et du suivi des propriétés du bois en présence d’humidité, il semble nécessaire de considérer les interactions fluide/structure. Le comportement du matériau est mal connu au-delà du point de saturation des fibres et des divergences scientifiques existent selon la fréquence acoustique d’étude. L'objectif est ici de caractériser le bois sur une large gamme de teneurs en eau, de la saturation à la sécheresse. Dans ce travail, des mesures ultrasonores sur diverses essences de bois tropicaux ont été réalisées pour mieux comprendre le lien entre les propriétés mécaniques et la propagation des ondes à différents taux d'humidité. Afin de suivre l'évolution des propriétés mécaniques du bois à différents taux d'humidité, le protocole mis en place inclut le contrôle de l'humidité, les mesures ultrasonores pendant le séchage et la stabilisation, et le traitement des données pour extraire les temps de propagation et les amplitudes des signaux. Les premiers résultats sont comparés à la littérature et montrent qu’une caractérisation ultrasonore, combinée à la modélisation viscoélastique, complète la compréhension des phénomènes de propagation d’ondes dans le bois pour l’évaluation de ses propriétés mécaniques aux échelles mésoscopique et macroscopique.