Développement de contreplaqués pour la construction navale

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  • HAL Id: tel-00961177https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00961177

    Submitted on 19 Mar 2014

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    Dveloppement de contreplaqus pour la constructionnavale : caractrisation multichelle et comprhension

    des phnomnes de collage du pin maritime ltat vertAnne Lavalette

    To cite this version:Anne Lavalette. Dveloppement de contreplaqus pour la construction navale : caractrisationmultichelle et comprhension des phnomnes de collage du pin maritime ltat vert. Autre[cond-mat.other]. Universit Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2013. Franais. .

    https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00961177https://hal.archives-ouvertes.fr

  • Universit Bordeaux 1 Les Sciences et les Technologies au service de lHomme et de lenvironnement

    THSE

    PRSENTE A

    LUNIVERSIT BORDEAUX 1

    COLE DOCTORALE DES SCIENCES PHYSIQUES ET DE L'INGENIEUR

    Par Anne, LAVALETTE

    POUR OBTENIR LE GRADE DE

    DOCTEUR

    SPCIALIT : Mcanique

    DEVELOPPEMENT DE CONTREPLAQUES POUR LA

    CONSTRUCTION NAVALE: CARACTERISATION MULTI-

    ECHELLE ET COMPREHENSION DES PHENOMENES DE

    COLLAGE DU PIN MARITIME A L'ETAT VERT Soutenue le : 4 dcembre 2013 Devant la commission dexamen forme de : M. GRIL, Joseph Directeur de recherche, CNRS, Montpellier Rapporteur M. MARCHAL, Rmy Professeur, CIRAD, Montpellier Rapporteur M. BLANCHET, Pierre Professeur, Universit Laval, Qubec Examinateur Mme PROPERZI, Milena Professeur, HEG-ARC, Suisse Examinateur Mme DELISEE, Christine Professeur, Bordeaux sciences Agro Encadrant M. DANIS, Michel Professeur, Universit Bordeaux 1 Encadrant M. POMMIER, Rgis Chercheur sous contrat, Universit Bordeaux 1 Encadrant M. MARTIN, Emmanuel Grant, Chantier naval Dubourdieu, Gujan-Mestras Invit

  • Ce travail reprsente l'aboutissement de rflexions menes collectivement et n'aurait pu

    exister sans la participation d'un grand nombre de personnes, laboratoires, institutions ou

    entreprises.

    Aussi je tiens remercier Eric Arquis, pour m'avoir accueillie au sein de l'Institut de

    Mcanique et d'Ingnierie (I2M), Denys Breysse et Olivier Cahuc, responsables des

    dpartements Gnie Civil et Environnemental (GCE) et Matriaux, Procds, Interactions

    (MPI) o j'ai effectu la majorit des travaux de thse.

    Un grand merci Michel Danis, qui m'a encadr tout au long de cette thse, pour sa

    disponibilit et son savoir faire.

    Je remercie Christine Delise pour ses encouragements, son aide sur la tomographie et son

    esprit critique lors de la rdaction.

    Merci Rgis Pommier qui m'a ouvert les portes de la recherche, m'a fait confiance et m'a

    permis de raliser ce travail en toute autonomie.

    J'exprime toute ma reconnaissance Joseph Gril et Rmy Marchal qui ont accept d'tre

    rapporteurs de cette thse. Merci pour tous les changes constructifs que l'on a pu avoir.

    Merci Pierre Blanchet et Milena Properzi, membres du jury, pour l'intrt port aux travaux

    de thse.

    Merci Emmanuel et Beatrice Martin de m'avoir ouvert les portes de leur entreprise, le

    chantier naval Dubourdieu, et merci au chef Marc et toute l'quipe du chantier pour leur aide

    et leur initiation la construction navale.

    Merci aux entreprises Beynel Manustock, Collano, Rolpin, Thbault, Orion Engineering,

    FCBA qui ont cru en ce projet, et l'ont rendu ralisable grce la fourniture de matires

    premires et leur apport de connaissance. Merci Grard, Jean-David, Fabrice, Jean-

    Christophe, Guillaume, Jean-Denis et Maryel.

    Merci aux membres du COST FP0904 de m'avoir permis de travailler un court moment au

    sein de l'universit d'Aalto aux cts de Mark Hughes, Anti Rohumaa et toute l'quipe de

    Finlande. Cette priode a t trs bnfique scientifiquement et culturellement.

    Merci tous les membres du laboratoire I2M pour leur sympathie et leurs nombreux services

    rendus.

    Merci Alain Cointe, qui a souhait rester du ct obscur de la thse et qui a pourtant clair

    ce travail.

    Merci Myriam Chaplain pour toutes nos discussions qui m'ont permis de saisir quelques

    bribes de ce vaste domaine qu'est la mcanique du bois.

    Merci Grard Elbez pour son investissement dans le projet de collage du bois vert, et son

    apport scientifique concernant la mouillabilit et le collage.

    Merci Matthieu Pedros pour son aide sur l'laboration de matriaux composites, la

    mouillabilit, et pour son optimisme communicatif.

  • Merci Guillaume Garbay de m'avoir aid lors de toutes ses sances de collage pas toujours

    videntes (je ne regretterai quand mme pas les lastiques!!)

    Merci Philippe Taris, Bernard Solbes et Sylvain Mato pour leur aide prcieuse en matire

    de dispositifs et d'analyses d'essais.

    Mes remerciements vont galement Jean-Luc Coureau, Stphane Morel, Emmanuel Maurin,

    Frdric Bos, Didier Bert, Grard Dimier, Franois-Xavier Kromm, Christophe Bois, Herv

    Wargnier, Philippe Galimard, Jean-Marc Sibaud, Michel Chassagne, Christophe Lavergne,

    Seif Eddine Hamdi, Amadou Ndiaye pour leur aide et leurs conseils pertinents dlivrs au

    cours de ces 3 annes.

    Un grand merci Corinne Blain, qui m'a pousse dans la bonne direction tout au long de la

    thse.

    Merci Ccile pour avoir t l dans les moments critiques qui se sont parfois transforms en

    nuits blanches, et pour tous les moments partags qui continueront aprs la thse, Marie

    pour son soutien constant, Alex pour le bois runionnais, Julie (a toi de prendre la garde

    alterne de la piscine!), Guillaume C., Boris, Huyen et Phan, Guilhem, Christophe et

    Frankpour, entre autres, les courses Thouars, Tanguy, pour ce stage en or sur le schage

    du contreplaqu, et tous ceux que j'ai croiss pendant ces trois ans.

    Merci Acha pour son dynamisme matinal.

    Je tiens galement exprimer toute ma gratitude mes ami(e)s, et ma famille, qui n'ont

    cess de m'encourager tout au long de ce travail.

    Merci Cathy, Bernard, Hlne, Max, Jacqueline, Simon, Gautier, Franois, Stella, Marie.

    Merci Edouard d'avoir t si patient et comprhensif, Sophie et J-B, colocs d'un temps, de

    m'avoir supporte pendant la priode de rdaction, tous le groupe ESB 73, la troupe du 79,

    Laura (on part o??), Anna, Simon, Charlotte, Ozlem, Bou, Gaelle et Mato, Benes et

    Pauline, Bel y Dim, Elo et Nico, Mimi et Juju, Elsa, Clia, et tous ceux que je ne cite pas ici

    mais qui je pense quand mme.

    Merci Robin d'avoir t l pendant la rdaction, de m'avoir corrig et cout rpter sans

    jamais rler.

    Je ddie ce travail Patrick Castera...

  • Table des matires

    Introduction gnrale 5

    1 Bois et construction navale : tat de lart et problmatique industrielle 9

    1.1 Matriaux et procds de fabrication utiliss en construction navale . . . . . . . . . . 10

    1.1.1 Matriaux utiliss pour la construction navale . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

    1.1.2 Procds de fabrication des bords en matriaux composites fibres/rsine . . 11

    1.1.3 Utilisation des matriaux base de bois dans la construction navale . . . . . 12

    1.2 Procds de fabrication dun matriau composite partir de plis de bois droul . . 15

    1.2.1 Procd de fabrication du contreplaqu sous presse . . . . . . . . . . . . . . . 15

    1.2.2 Procd de fabrication des coques moules sous vide . . . . . . . . . . . . . . 18

    1.2.3 Les limites du procd de moulage sous vide . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

    1.3 Spcificits du matriau bois en prsence deau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

    1.3.1 Proprits dhygroscopicit du bois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

    1.3.2 Dtermination de la teneur en eau des plis de bois destins la fabrication des

    panneaux de contreplaqu : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

    1.3.3 Proprits mcaniques du bois ltat vert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

    1

  • 1.4 Le collage du bois ltat vert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

    1.4.1 Principes gnraux du collage du bois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

    1.4.2 Paramtres dutilisation dune colle polyurthane adapte au collage du bois

    vert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

    1.5 Synthse de ltat de lart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

    2 Diffrentes tapes de la conception des panneaux de contreplaqu 37

    2.1 Dfinition du cahier des charges des panneaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

    2.1.1 Dfinition du besoin exprim par lindustriel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

    2.1.2 Fonctions et solutions techniques permettant de rpondre au besoin exprim

    par lentreprise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

    2.1.3 Caractristiques mcaniques requises par le bureau dtude . . . . . . . . . . 40

    2.2 Etude des paramtres pertinents de fabrication des panneaux de contreplaqu . . . . 44

    2.2.1 Recensement des paramtres influents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

    2.2.2 Etude des paramtres teneur en eau et grammage dadhsif au