Caractérisation non destructive de la proportion de carie et du module d'élasticité du bois d'érable à sucre par tomographie acoutique

L’érable à sucre est une essence abondante dans les forêts du Nord-Est de l’Amérique du Nord et très prisée pour des applications d’apparence et de structure. Cependant, la présence de la coloration et de la carie dans le bois des érables, particulièrement dans la portion nord de sa répartition géographique provoque une diminution considérable de la qualité des tiges ainsi qu’une dégradation des propriétés mécaniques et physiques du bois. Il est ainsi important de détecter et de quantifier la carie dans les peuplements d’érable à sucre. Ainsi, nous visons à évaluer le potentiel de tomographie acoustique pour la détection et la quantification de la carie sur les arbres debout d’une façon non destructive. L’objectif général de ce projet consiste à évaluer le potentiel du tomographe acoustique pour la détection de la carie dans les peuplements d’érable à sucre et l’évaluation de son impact sur les propriétés mécaniques de son bois. Plus spécifiquement, le projet vise à caractériser la proportion de la carie par tomographie acoustique; évaluer l’impact de la carie sur les propriétés mécaniques du bois notamment les modules d’élasticité statique (MOE) et dynamique (MOED) mesurés par deux techniques; évaluer le potentiel de tomographie acoustique pour prédire l’impact de la carie sur le comportement mécanique du bois. Cinquante-trois arbres ont été échantillonnés aléatoirement dans deux sites situés à La Tuque (Québec, Canada). Le MOED dépend de deux paramètres physiques soient la vitesse de propagation de l’onde sonore et la masse volumique du bois. Chaque arbre a été mesuré par le tomographe acoustique pour déterminer la variation radiale de la vitesse de propagation de l’onde sonore et une carotte a été prélevée de chaque arbre pour déterminer le profil radial de la masse volumique en utilisant le densitomètre à rayon X. Afin d’évaluer et de valider le potentiel des outils de caractérisation non destructifs (le tomographe acoustique, le densitomètre à rayon X) pour la mesure des propriétés élastiques du bois, des essais de caractérisation destructifs ont été réalisés (tests de compression et de flexion). En effet, dix-huit billes d’érable à sucre, de hauteur 50 cm, ayant différents diamètres et récoltés de deux sites de l’Abitibi-Témiscamingue (Québec, Canada), ont été analysés par les outils non destructifs (le tomographe acoustique et la méthode d’ultrason) et en même temps avec des outils destructifs afin d’établir des corrélations entre les modules d’élasticité déterminés par les deux méthodes. Les résultats suggèrent un effet significatif de la coloration et de la carie sur les propriétés mécaniques du bois. Ces propriétés diminuent du bois sain vers le bois coloré ou carié avec des pertes d’utilisation à des fins commerciales allant jusqu'à 60%. De plus, le tomographe s’avère un outil non destructif efficace pour évaluer la qualité des érables à sucre. Il peut être avantageusement substitué au tronçonnage et à la récolte de billes de bois.

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