Comportement en compression et cisaillement d’un contre-plaqué de bouleau, essais aux grandes vitesses de déformation et températures cryogéniques

par Lydie Caetano

Thèse de doctorat en Sciences pour l'ingénieur

Sous la direction de Vincent Grolleau et de Bertrand Galpin.

Soutenue le 22-12-2017

à Lorient , dans le cadre de École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère) , en partenariat avec Institut de Recherche Dupuy de Lôme / IRDL (laboratoire) .

Le président du jury était Eric Ragneau.

Le jury était composé de Sandra Bergonnier.

Les rapporteurs étaient Michel Coret, Marc Oudjene.


  • Résumé

    Le bois est un matériau naturel qui partage avec d’autres matériaux cellulaires la propriété de pouvoir subir par exemple de fortes déformations de compression avec un effort stable jusqu’à densification. Cette propriété est particulièrement recherchée dans le cas de structures devant subir des chocs. Le bois est ainsi utilisé dans la conception de conteneurs pour produits radioactifs, et dans la structure isolante de méthaniers. Dans ce dernier cas, il peut être soumis à de fortes déformations, à grande vitesse de déformation, et pour des températures ambiantes à cryogéniques. Pourtant, le comportement du bois et plus particulièrement dans le cas des méthaniers, le comportement du contre-plaqué, n’est que très peu étudié dans ces conditions extrêmes de température cryogéniques et de grande vitesse de déformation. De plus, l’influence de la teneur en humidité du bois sur son comportement en sollicitation sévère n’est que très peu connue. Ces sujets sont au coeur de ce travail de doctorat, avec d’abord l’étude du comportement en compression hors plan d’un contre-plaqué de bouleau de la température ambiante à cryogénique de 100K, pour des vitesses de déformation du régime quai-statique à plusieurs centaines par secondes, et pour des humidités du bois de 2 à 15% ; ensuite par des essais en cisaillement qui ont été effectués à grande vitesse de déformation pour une humidité de 8%. La réalisation de ces essais a nécessité le développement de nouveaux montages et la mise au point de protocoles dont les validations sont discutées à partir de comparaisons aux essais normalisés.

  • Titre traduit

    Mechanical behaviour of a birch plywood under compression or shear loading. Study of the strain rate effect from ambient down to cryogenic temperatures


  • Résumé

    The wood is a natural cellular material. Like other cellular materials, wood is able to carry a stable load under compression up to the densification. This is a key property for the use of cellular materials and wood based materials for cushioning and choc absorber design. Wood is for example used for radioactive material containers and plywood is involved in the insulation complex of LNG carriers. In this case, plywood may be submitted to high strain rate loads at cryogenic temperature. However, the behaviour of plywood under such extreme conditions is not well established in the literature, nor the influence of the moisture content on the mechanical behaviour in such conditions. In the present study, the out of plane compression behaviour of birch plywood is presented for ambient down to cryogenic temperatures, for strain rate from 0,001 up to 700/s and for moisture contents in the range 2-15%. Shear tests are also presented far various strain rates at ambient temperature and 8% moisture content. The apparatus specially designed and the test protocols are discussed, and the results compared to international standards when available.


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