Le cryptoméria de La Réunion (Cryptomeria japonica) : durabilité naturelle face aux termites et aux champignons Basidiomycètes et aux termites et apports de la spectroscopie proche infrarouge dans la prédiction de ses caractéristiques

Cryptomeria (Cryptomeria japonica) from Reunion Isalnd : natural durability against termites and basidiomycete fungi and the contributions of spectroscopy in the prediction of its characteristics

• Auteur / Autrice : Jérôme Vuillemin
• Direction : Marie-France Thévenon, Alain Bastide, Fabrice Davrieux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Soutenance le 15/12/2023
• Etablissement(s) : La Réunion
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Technologies et Santé (Saint-Denis, La Réunion ; 2010-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique et d'Ingénierie mathématique pour l'énergie et l'environnement (Saint-Denis, Réunion) - Physique et Ingénierie Mathématique pour l'Énergie, l'environnemeNt et le bâtimenT
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bertrand Charrier, Tahiana Ramananantoandro, Laëtitia Adelard, Daouïa Messaoudi
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bertrand Charrier, Tahiana Ramananantoandro

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux fléaux

La Réunion (France ; île)

Cupressacées

Mots clés libres

Cryptomeria

Durabilté

Champignons basidiomycètes

Termites

Spectroscopie

Bois

Cryptomeria

Durability

Basidiomycete fungi

Termites

Spectroscopy

Wood

Résumé

Le Cryptoméria (Cryptomeria japonica) est la seule essence de bois exploitable dans la construction à La Réunion. Cependant, sa durabilité variable face aux champignons Basidiomycètes et aux termites constitue un frein au déploiement de son utilisation à La Réunion, où les conditions climatiques sont particulièrement favorables à la dégradation des matériaux biosourcés par ces agents. L’étude consiste donc à déterminer avec précision la durabilité naturelle de cette essence face à deux espèces de champignons ubiquistes (Poria placenta et Coniophora puteana) et deux espèces de termites (Coptotermes gestroi de La Réunion et Reticulitermes flavipes de France continentale), en réalisant un échantillonnage très large (4 arbres issus de 2 forêts ; éprouvettes prélevées dans l’aubier, le duramen externe et le duramen interne). Afin de réaliser une analyse comparative des résultats, des planches de duramen de Pin Sylvestre (Pinus sylvestris), réputé peu durable face à ces agents biologiques et de Red Cedar (Thuja plicata), ayant une bonne durabilité, sont utilisées. L’influence du délavage des éprouvettes en laboratoire et du vieillissement naturel de planches de Cryptoméria en situation d’emploi 3.2 pendant 7 ans est également mesurée afin de mieux déterminer la performance de cette essence. Les éprouvettes non délavées, délavées et exposées naturellement sont soumises aux champignons et aux termites selon les protocoles normalisés européens (respectivement XP CEN/TS 15083-1, 2006 et EN 117, 2013). En complément, la spectroscopie proche infra-rouge, couplée à la chimiométrie, est utilisée afin de mettre en évidence les effets du délavage, distinguer les essences de bois, déterminer la densité et la teneur en eau des éprouvettes et prédire la durabilité face aux champignons Basidiomycètes. Les résultats confirment la variabilité de la durabilité du duramen de Cryptoméria de La Réunion face aux champignons, et plus particulièrement P. placenta, champignon le plus discriminant. Les dispositions prévues dans la norme EN 350 (2016), ne permettent pas de classer cette essence car les valeurs individuelles de perte de masse se répartissent dans les 5 classes de durabilité, dont 90% dans les classes 1 à 3. Le Red Cedar est classé « Très Durable » et le Pin Sylvestre « Non Durable ». Les résultats des éprouvettes délavées et issues de planches exposées permettent de mieux appréhender la performance du Cryptoméria. Après délavage, 77% des éprouvettes sont classées « Faiblement Durables » et 80% des éprouvettes exposées sont classées « Non Durable ». Ceci indique que le délavage en laboratoire est moins agressif que l’exposition naturelle, et que la durabilité résiduelle du Cryptoméria est moindre après 7 ans d’exposition naturelle, durée inférieure à la garantie donnée sur les produits de la construction en France (au moins 10 ans). Le délavage n’a pas d’influence sur la performance du Red Cedar et du Pin Sylvestre. Les résultats face aux termites sont conformes à la littérature : le Cryptoméria est « sensible » aux deux espèces de termites ; le Pin Sylvestre est « Sensible » à C. gestroi et le Red Cedar « Moyennement durable » face ce termite. Le délavage ou l’exposition naturelle n’influent pas sur ces résultats. Les résultats permettent de proposer des révisions dans les normes européennes portant sur la durabilité face aux champignons et aux termites. La spectroscopie est un outil performant dans la distinction des essences de bois, la détermination de la densité et de la teneur en eau, ainsi que dans la prédiction de la durabilité face aux champignons. Ce qui permet d’envisager cet outil prédictif dans l’industrie du bois et dans le cadre d’expertises.

Cryptomeria japonica is the only species of wood that can be used in construction in Reunion Island. However, its variable durability against basidiomycete fungi and termites constitutes an obstacle to the deployment of its use in Reunion Island, where climatic conditions are particularly favorable to the degradation of biobased materials by these agents. The study therefore consists of precisely determining the natural durability of this species against two species of ubiquitous fungi (Poria placenta and Coniophora puteana) and two species of termites (Coptotermes gestroi from Reunion Island and Reticulitermes flavipes from mainland France), by carrying out a very large sampling (4 trees from 2 forests; test specimens taken from the sapwood, the outer heartwood, and the inner heartwood). To carry out a comparative analysis of the results, boards of heartwood from Scots pine (Pinus sylvestris), known to be poorly durable against these biological agents, and Western Red Cedar (Thuja plicata), durable, are used. The influence of laboratory leaching of the specimens and natural ageing of Cryptomeria boards in Use Class 3.2 for 7 years in Reunion Island is also measured to better determine the performance of this species. Unleached, leached and naturally exposed test specimens are exposed to fungi and termites according to European standardized protocols (respectively XP CEN/TS 15083-1, 2006 and EN 117, 2013). In addition, near-infrared spectroscopy (NIRS), coupled with chemometrics, is used to highlight the effects of leaching, distinguish wood species, determine the density, and water content of the test specimens, and to predict the durability against basidiomycetes fungi. The results confirm the variability of the durability of the Cryptomeria heartwood from Reunion Island against fungi, and more particularly P. placenta, the most discriminating fungus. The classification of this species cannot be made fallowing the method described in standard EN 350 (2016) because the individual mass loss values are distributed among the 5 durability classes, including 90% in classes 1 to 3. Red cedar is classified “Very Durable” and Scots pine “Not Durable”. The results of leached test specimens and naturally exposed boards provide a better understanding of the performance of Cryptomeria. After leaching procedure, 77% of the specimens are classified “Slightly Durable” and 80% of the naturally exposed specimens are classified “Not Durable”. These results indicate that laboratory leaching is less aggressive than natural ageing and that the residual durability of Cryptomeria wood is worth after 7 years of natural exposure, a duration shorter than the guarantee given on construction products in France (at least 10 years). Leaching has no influence on the performance of Western Red cedar and Scots pine. The results against termites are consistent with the literature: Cryptomeria is “Not Durable” to both termite species; Scots pine is “Not Durable” to C. gestroi and Western Red Cedar “Moderately Durable” faces this termite. Leaching or natural exposure does not influence these results. Several changes in the European standards used in the sector of wood durability are proposed. Near infrared spectroscopy is a powerful tool in distinguishing wood species, determining density and water content, as well as predicting durability against fungi. Which allows the use of this technology in the wood industry and in the context of expertise.