Rencontres Thèses des bois

Édition 2009

T. DETHAN,

Propagation de fissure dans le bois sous variation d’humidité

Contexte de l’étude

Rencontres Thèses des bois Édition 2009

Eglise de Mirteto, Italie Cathédrale de Paramaribo, Surinam

(TAMPONE, 2007)

Rupture différée

(Wood, 1951)

Modèles de durée de vie

Endommagement (Barrett et Foschi, Gerhards, Fridley)

Cinétique chimique (Eyring)

Propagation de fissure (Nielsen)

nIAK

dt

da

Rencontres Thèses des bois Édition 2009

Influence de l’Humidité  Relative (HR)N

ivea

u de

cha

rge

SL

Log (tr) min

(éprouvettes 51*102*204 mm en flexion – fluage)

HR=35%

HR=50%

HR=95%

(Fridley)Rencontres Thèses des bois Édition 2009

Modèle développé à l’US2B

Viscoelastic Crack Model (VCM)

Loi de viscosité :

Pour KI indépendant de a :

21

1121

220

2

2 I

K

KKA

A

dt

da

m

nI

n

IIC

n

t

I

K

KKA

Aa

m

nI

n

IIC

n *2 2

1

1121

220

2

ntAAt 20

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L’éprouvette mTDCB

T

L

Pin maritime sans défaut

Conditionnement pour atteindre différentes teneurs en eau (5%, 12%, 20%)

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L’éprouvette mTDCB

KI =

w

ag

wb

F

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0

50

100

150

200

250

0 2 4 6 8 10

Déplacement de la force (mm)

Fo

rce

(N

)

Charge de propagation stable de la fissure

Charge d'initiation de fissure

Carctérisation de l'élasticité du matériau

L’éprouvette mTDCB

Essais statiques sur éprouvettes DCB sèches

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 150 200 250 300 350

Charges (N)

Fré

qu

en

ce

Initiations de fissure

Propagations de fissure

Essais statiquesEprouvettes à MC = 5%-8%

Essais statiquesEprouvettes à MC = 12%

Essais statiques sur éprouvettes DCB à MC=12%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

100 150 200 250 300 350

Charges (N)

Fré

qu

en

ce

Initiations de fissure

Propagation de fissure

Essais différés en étuve

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Longueur de la fissure

Fond de fissure Process zone

Longueur de Fissure (Δa)

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1. La caméra

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1. La caméra

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1. La caméra

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1. La caméra

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1. La caméra

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Mesure des longueurs

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Essais à humidité constante

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15 20 25

Temps ( H )

Longueur (mm)

Evolution de la teneur en eau MC de l’éprouvette en étuve

Longueurs de fissures sous variations de RH

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00

Temps (jours)

Lo

ng

ue

ur

Δa

(m

m)

40

50

60

70

80

90

100

HR

(%

)

Longueur fissure (01 A)

Longueur fissure (33 A)

Longueur fissure 31 B)

Longueur fissure (34 A)

Humidité relative (HR %)

InterprétationViscoelastic Crack Model (VCM)

Période de MC transitoire :

Les paramètres A0, A2, n, KI et KIC dépendent de MC de l’éprouvette.

σmI1 dépend de RH.

Période de MC périodique autour d’une valeur moyenne :

Vitesse de propagation constante analogue à celle obtenue à MC moyenne.

Période terminale :

Début de l’instabilité conduisant à la rupture.

21

1121

220

2

2 I

K

KKA

A

dt

da

m

nI

n

IIC

n

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Longueurs de fissures pour 50%<RH<90% (période 24h)

Conclusions

Les expériences réalisées permettent de qualifier le modèle pour des variations de RH.

L’étape suivante consistera à l’appliquer à des essais sur poutres (Poutres à épaulement, poutres avec perçage, assemblages…). Ces essais sont en cours.

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