Vers un bois plus fort et plus propre que les composites structuraux actuels

Towards stronger and greener wood than current structural composites

• Auteur / Autrice : Romain Bordage
• Direction : Sabine Rolland du Roscoat
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : 2MGE - Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Sols, Solides, Structures et Risques

Mots clés

Mots clés libres

Bois

Mise en forme par compression-cisaillante

Analyse structurale et chimique

Imagerie 3D par nano-tomographie Rx

Essais mécaniques statiques et dynamiques

Wood

Structural and chemical characterisation

Processing

Résumé

Le bois est un matériau biodégradable issu de la biomasse végétale aux propriétés mécaniques spécifiques très intéressantes. Nous comptons accroître substantiellement ses propriétés pour en faire un nouveau matériau capable de rivaliser avec les meilleurs matériaux de structures utilisés dans l'aéronautique ou l'automobile, tels que les composites à matrices polymères (pétro-sourcées) renforcées par des fibres synthétiques à coûts énergétiques de production élevés (carbone). Pour cela, le bois sera « doucement » délignifié et dé-acétylé, puis mis en forme par compression-cisaillante : l'objectif visé est de ré-architecturer les nano et méso-structures du bois, en refermant et en collant « sur mesure » les lumens des fibres et des vaisseaux de bois. Ce procédé d'élaboration chémo-mécanique sera optimisé en combinant analyses structurales et chimiques, (RMN, FTIR, imagerie 3D par nanotomographie Rx, DMA), essais mécaniques statiques et dynamiques.

Wood is a biodegradable material originated from plant biomass exhibiting very interesting specific mechanical properties. We intend to considerably increase its properties in order to make it a new material capable of competing with the best structural materials used in aeronautics or the automobile, such as composites with polymer matrices (petro-sourced) reinforced with synthetic fibers. To that extend, the wood will be 'gently' delignified and de-acetylated, then shaped by compression-shearing: the objective is to re-architect the nano and meso-structures of the wood, by closing and sticking “ on demand » the lumens of wood fibers and vessels. This chemo-mechanical development process will be optimized by combining structural and chemical analyzes (NMR, FTIR, 3D imaging by X-ray nanotomography, DMA), static and dynamic mechanical tests.