Caractérisation expérimentale et modélisation du comportement hygro-mécanique microscopique du bois

Abstract

Etant un matériau hygroscopique, le bois subit des variations dimensionnelles d’un état hygrique à l’autre. A l’échelle microscopique, ceci est régit par des déformations au niveau des parois cellulaires. L’objectif de cette étude est de modéliser le comportement hygro-mécanique de la structure 3D réelle du bois d’épicéa. Pour ce faire, des échantillons de taille représentative ont été conditionnés à différentes humidités relatives tout au long du cycle de sorption. Ils ont été scannés en micro-tomographie aux rayons X et les volumes correspondants sont post-traités. Les champs de déplacements entre un état sec et un état humide bien défini ont été calculés par corrélation volumique. Finalement, un modèle hygromécanique a été développé. Les champs de déplacement ont servis comme conditions aux limites mécaniques, et pour la validation du modèle. Toute une démarche numérique a été mise en place afin d’identifier les paramètres caractéristiques du matériau et valider le modèle développé. Les résultats montrent une bonne convergence du modèle et une estimation du coefficient de Poisson et du coefficient de gonflement des parois cellulaires.