Module d’élasticité et de cisaillement par analyse acoustique

Rapport de stage module d’élasticité et de cisaillement par analyse acoustique, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Expérimentation sur le bois

Seules les propriétés physiques et mécaniques ont été étudiées. Les propriétés anatomiques et chimiques sont intéressantes à analyser mais des études pourront être effectuées ultérieurement.
 Sélection et échantillonnage des arbres Une fois les essences cibles définies, 5 arbres par espèce ont été sélectionnés depuis la base de données d’inventaire selon différents critères qui déterminent la commodité de processus d’analyse, à savoir : 1) arbres relativement rectilignes, donc avec une forme de fût de 1 à 2 jusqu’à 3 ,2) ne présentant pas de défauts apparents (fils torses, pourriture interne), 3) de diamètre entre 15 et 25 cm, 4) hauteur du fût supérieur à 4 m. 5 arbres par espèces sont suffisants pour prendre en compte la variabilité inter et intra arbre de même espèces des propriétés du bois (Noack, 1972).
 Abattage et débardage Les arbres sélectionnés ont été préalablement marqués de son côté amont, afin de pouvoir identifier le bois de tension. Chaque arbre a été abattu à la scie passe-partout à hauteur de 20 à 30 cm du sol de telle sorte que la hauteur à 1,30 m du sol se trouve en haut de la première bille. Le débardage s’est fait à dos d’homme jusqu’à une place de dépôt en bord de route.
 Usinages des éprouvettes Les échantillons prélevés ont été ceux issus de l’axe de la pente marqué lors de l’abattage. Les processus de débitage sont décrits en Annexe 2 et les significations en Annexe 24. Les dimensions des éprouvettes sont :
– 20 mm x 20 mm x 50 mm pour la densité, l’infradensité et les retraits (NF B51-006; NF B51-005) – Pour la dureté Brinell, la longueur est de 160 mm. Dans la section transversale, la norme NF EN 1534 considère quand même les possibilités d’éprouvettes de largeur inférieure à 40 mm. Ainsi, pour plus de commodité à l’usinage, la section transversale utilisée est la même que pour les autres essais. – 20 mm x 20 mm x360 mm pour les différents modules (Brancheriau, 2013)
La densité a été mesurée avec une balance de précision et le volume a été assimilé à celui d’un parallélépipède rectangle. Les éprouvettes de 5 cm ont été préalablement stabilisées à 20 °C et 65 % d’humidité relative de l’air.
Pour le retrait, les éprouvettes de 5 cm ont été mesurées et pesées à l’état saturé, 12 % d’humidité et anhydre. Les défauts ont été relevés ainsi que l’angle d’inclinaison des cernes. Pour le Point de Saturation des Fibres, celles de 1 cm de longueur ont été mesurées à l’état saturé, 18 %, 12 %, 6 % d’humidité et à l’état anhydre (Annexe 4).
Avec une machine d’essais Testwell à cadrant analogique, l’empreinte d’une bille d’acier de 10 mm soumis à une force de 50 daN a été mesurée sur les éprouvettes de 16 cm de longueur. C’est la moitié de la charge prescrite par la norme NF EN 1534. Elle est utilisée par analogie à la norme NF B 51-013 pour les bois tendres.
 Module d’élasticité et de cisaillement par analyse acoustique C’est un dispositif ayant vu le jour dans les années 80 par la Centre Technique Forestière Tropicale et qui a subi différentes améliorations au fil des années. Il permet de déterminer le module d’élasticité longitudinale par le modèle de Bernoulli et le module de cisaillement avec le modèle de Timoshenko avec un taux d’incertitude de 5%. Les nouvelles versions donnent cette incertitude pour chaque échantillon. La version 9.0 est utilisée pour le présent document.
Les éprouvettes utilisées ont été celles de dimensions, 20 mm x 20 mm x 360 mm. Elles ont été séchées à 12 % dans une enceinte climatique réglée à 20 °C et 65 % d’humidité jusqu’à ce que la masse soit stable.
Le dispositif de percussion, inspiré de celui d’Aramaki et al (2007) dans Brancheriau (2013) a été spécialement mis au point pour cette étude pour assurer une percussion uniforme (Photo 3). Ici, la longueur de la pendule est de 35 cm coupée à 5 cm de la bille pour former la percussion dans le sens vertical. Le percuteur est une bille en acier de 13 g avec un diamètre de 12 mm. Il a été lâché depuis un guide réglé à la perpendiculaire de l’axe verticale du pendule. La norme NF B 51-008 sur les essais en flexion statique préconise.

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