Characteristics of lathe check and surface roughness of fast growing wood veneers and their performance on laminated veneer lumber

par Istie Rahayu-Sekartiing

Thèse de doctorat en Génie mécanique - procédés de fabrication

Sous la direction de Rémy Marchal et de Wavan Darmawan.

Soutenue le 24-08-2016

à Paris, ENSAM , dans le cadre de École doctorale Sciences des métiers de l'ingénieur (Paris) , en partenariat avec Laboratoire bourguignon des matériaux et procédés (Cluny, Saône-et-Loire) (laboratoire) et de Laboratoire Bourguignon des Matériaux et Procédés (laboratoire) .

Le président du jury était Bertrand Charrier.

Le jury était composé de Rémy Marchal, Wavan Darmawan.

Les rapporteurs étaient Bambang J. Prasetya.

  • Titre traduit

    Mesure des fissures de déroulage et des états de surface des placages de bois à croissance rapides‎ ; étude et modélisation de l'impact des propriétés des placages sur les performances des LVL de bois à croissance rapide


  • Résumé

    Pour répondre à la demande croissante de bois et pour préserver les forêts primaires, les méthodes de sylviculture les plus dynamiques ont été privilégiées de manière générale sur la planète.. Les objectifs de la recherche étaient 1) déterminer le point de démarcation/ âge de transition entre le bois juvénile et le bois mature sur sengon (Falcataria moluccana), jabon(Anthocephalus cadamba Miq.), peuplier (Populus sp) et douglas (Psedotsuga menziesii); 2) analyser l'effet de la juvénilité sur un fissuration cyclique, la rugosité et de mouillage; 3) analyser l'effet de la fissuration cyclique et juvénilité sur la résistance à l'adhérence de la colle et les propriétés mécaniques du LVL en flexion; et 4) appliquer un nouveau modèle analytique pour estimer la variation du module d'élasticité du lamibois (sengon et jabon) depuis la moelle vers l'écorce. A partir de la longueur des fibres, le point de démarcation entre le bois juvénile et le bois mature ont été estimés. Pour les essences sengon and jabon, les placages obtenus à partir du cœur des arbres, réputés juvéniles, sont plus fissurés plus rugueux et avec une haute mouillabilité comparativement à ceux obtenus à partir du bois près de l’écorce (plus mature). Une phase d’étuvage préliminaire des bois dans un bain d’eau chaude à 75°C pendant 4 heures a permis d’améliorer sensiblement la qualité des placages en diminuant la fissuration, la rugosité et s’accompagne d’une augmentation de la mouillabilité. La résistance à l'adhérence de la colle, et les modules élastiques et de rupture spécifiques (SMOE et SMOR) du LVL (jabon et sengon) diminuent à mesure que la fréquence de fissure augmente ou en partant de l'écorce vers la moelle. L'avantage de l'utilisation de placages en peuplier de bois mature a été prouvé avec une amélioration de 15 à 20% en moyenne pour les propriétés mécaniques, pour un poids de panneau comparable. Pour le douglas, l'utilisation de placages de bois mature dans la constitution des panneaux de LVL permet également d’améliorer les performances en flexion (de 7 à 22 % sur el MOR). Le modèle analytique a été utilisé afin de prédire les variations du module élastique allant de la moelle à l’écorce. Il permet à partir d’un grand nombre de combinaisons d’estimer le potentiel issu d’une ressource donnée. Pour le contexte de l’étude qui représente bien le potentiel sylvicole de l’Indonésie, la proportion de bois juvénile étant quasi-totale (100%), l’action de trier les placages n’est pas apparue comme pertinente.


  • Résumé

    The development of plantation and community forest to meet wood demand in society has produced fast growing wood species. The research objectives were 1) to determine demarcation point/transition age between juvenile and mature wood on sengon (Falcataria moluccana), jabon (Anthocephalus cadamba Miq.), poplar (Populus sp) and douglas fir (Psedotsuga menzii); 2) to analyze the effect of juvenility on lathe check, surface roughness and wettability; 3) to analyze the effect of lathe check and juvenility on glue bond strength and laminated veneer lumber (LVL) bending properties; and 4) to apply a new analytical model to determine the variation of specific MOE LVL values of sengon and jabon from pith to bark. Based on fiber length trait, the demarcation point between juvenile and mature wood were approximately at segmented rings 17th (sengon) and at segmented ring 24th (jabon). While, transition age of poplar cultivars and douglas-fir, transition age happened approximately at 12 years old and 18 years old, respectively. The results showed that wood near pith on sengon and jabon resulted veneers with higher lathe check, rougher surface and high wettability, while wood near bark resulted veneers with lower lathe check, smoother surface and low wettability. Glue bond strength, Specific MOE (SMOE) and Specific MOR (Modulus of Rupture) of sengon and jabon LVL were decreased as the frequency of lathe check increased or those strength values increased from pith to bark. The advantage of using poplar veneers from mature wood was proved with an improvement of 15 to 20% on average for mechanical properties, while for douglas-fir, was 7 to 22%. An analytical model was used to predict the variation of the LVL mechanical characteristics using different scenarios. According to the context of this study assumed to be close to the Indonesian resource there is no need to sort veneers since most of the tree is juvenile wood for logs no older than 7.


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