# Étude de l’intégration du procédé de Stratoconception® dans le processus de conception d’architectures non-standards en bois

<u>NEHLAWI Anwar</u>¹,², MEYER Julien¹, BLÉRON Laurent², FRÉCHARD Victor¹

¹École Nationale Supérieure d'Architecture de Nancy, MAP-CRAI, Nancy, France
² Université de Lorraine, INRAE, LERMAB, Epinal, France
anwarnehlawi@hotmail.com

**Mots clefs** : Stratoconception® ; nœuds d'assemblage ; conception paramétrique ; architecture non standard ; résilles

## Contexte et objectifs

Le procédé de Stratoconception®, appartenant à la famille des procédés de fabrication additive par stratification de couches solides permet la réalisation de pièces de forme complexe, évidées et fonctionnalisées (Barlier 1991; ISO/ASTM 2021). Ce procédé repose sur l'usinage de matériaux sous la forme de panneaux par des machines à commande numérique triaxiales. Ainsi, les panneaux en bois dont l'utilisation est courante dans les pratiques des entreprises de la construction se prêtent bien à l'exercice. Ce partage de moyens techniques et matériels favorise l'implémentation du procédé de Stratoconception® dans les pratiques de l'architecture et de la construction en bois (Fréchard et al 2022). Ainsi, Fréchard et al (2023) identifient le procédé de Stratoconception® comme « une technologie prometteuse qui permet de dépasser les limites actuelles de l'architecture en bois ».

Ce procédé s'intègre dans la phase de fabrication (Wiberg et al 2019), et est traité après la phase de conception de la pièce. Fréchard et al (2023) observent cependant une interdépendance entre la conception et la fabrication de composants architecturaux par Stratoconception®, appelant à l'intégration des contraintes de fabrication dans le processus de conception. Il est également pointé un manque d'operérabilité entre les logiciels utilisés pour la conception des composants et ceux concernant le processus de fabrication par Stratoconception®.

L'objectif de ce travail est d'évaluer l'interopérabilité entre la conception architecturale, du concept à la conception paramétrique, et la fabrication numérique par Stratoconception®. Ce travail s'intéressera particulièrement à l'intégration des opportunités et des contraintes de fabrication par Stratoconception® dès la phase amont du projet architectural par le développement d'outils numériques d'assistance à la conception. Ces derniers favoriseront le développement de composants architecturaux optimisés au regard de la gestion de leur consommation de matière ainsi que des temps et des coûts associés à leur réalisation. Ce développement participera à la mise en place d'une continuité informationnelle numérique liant les phases précoces de l'activité de conception de composants architecturaux à leur exécution.

Pour cela nous nous intéressons à un cas d'application traitant le développement de nœuds d'assemblage pour les systèmes constructifs basés sur des treillis tridimensionnels, particulièrement les résilles rigides. Les résilles rigides sont des coques autoportantes « constituées d'éléments relativement courts, fabriqués hors site et assemblés les uns aux autres sur site pour former une grille discontinue » (Charest et al. 2019) mettant en valeur le savoir-faire manuel et numérique des concepteurs et des constructeurs (Chilton et Tang 2016). Les différentes typologies de nœuds d'assemblage mises en œuvre dans ces structures sont presque exclusivement basées sur l'utilisation de matériaux métalliques (Hwang 2010). L'utilisation du procédé de Stratoconception® permet désormais la réalisation de nœuds d'assemblages
# Étude de l’intégration du procédé de Stratoconception® dans le processus de conception d’architectures non-standards en bois

NEHLAWI Anwar<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, MEYER Julien<fnref n="1" />, BLÉRON Laurent<fnref n="2" />, FRÉCHARD Victor<fnref n="1" />

**Mots clefs** : Stratoconception® ; nœuds d'assemblage ; conception paramétrique ; architecture non standard ; résilles

## Contexte et objectifs

Le procédé de Stratoconception®, appartenant à la famille des procédés de fabrication additive par stratification de couches solides permet la réalisation de pièces de forme complexe, évidées et fonctionnalisées (Barlier 1991; ISO/ASTM 2021). Ce procédé repose sur l’usinage de matériaux sous la forme de panneaux par des machines à commande numérique triaxiales. Ainsi, les panneaux en bois dont l’utilisation est courante dans les pratiques des entreprises de la construction se prêtent bien à l’exercice. Ce partage de moyens techniques et matériels favorise l’implémentation du procédé de Stratoconception® dans les pratiques de l’architecture et de la construction en bois (Fréchard et al 2022). Ainsi, Fréchard et al (2023) identifient le procédé de Stratoconception® comme « une technologie prometteuse qui permet de dépasser les limites actuelles de l’architecture en bois ».

Ce procédé s’intègre dans la phase de fabrication (Wiberg et al 2019), et est traité après la phase de conception de la pièce. Fréchard et al (2023) observent cependant une interdépendance entre la conception et la fabrication de composants architecturaux par Stratoconception®, appelant à l’intégration des contraintes de fabrication dans le processus de conception. Il est également pointé un manque d’operérabilité entre les logiciels utilisés pour la conception des composants et ceux concernant le processus de fabrication par Stratoconception®.

L’objectif de ce travail est d’évaluer l’operérabilité entre la conception architecturale, du concept à la conception paramétrique, et la fabrication numérique par Stratoconception®. Ce travail s’intéressera particulièrement à l’intégration des opportunités et des contraintes de fabrication par Stratoconception® dès la phase amont du projet architectural par le développement d’outils numériques d’assistance à la conception. Ces derniers favoriseront le développement de composants architecturaux optimisés au regard de la gestion de leur consommation de matière ainsi que des temps et des coûts associés à leur réalisation. Ce développement participera à la mise en place d’une continuité informationnelle numérique liant les phases précoces de l’activité de conception de composants architecturaux à leur exécution.

Pour cela nous nous intéressons à un cas d’application traitant le développement de nœuds d’assemblage pour les systèmes constructifs basés sur des treillis tridimensionnels, particulièrement les résilles rigides. Les résilles rigides sont des coques autoportantes « constituées d’éléments relativement courts, fabriqués hors site et assemblés les uns aux autres sur site pour former une grille discontinue » (Charest et al. 2019) mettant en valeur le savoir-faire manuel et numérique des concepteurs et des constructeurs (Chilton et Tang 2016). Les différentes typologies de nœuds d’assemblage mises en œuvre dans ces structures sont presque exclusivement basées sur l’utilisation de matériaux métalliques (Hwang 2010). L’utilisation du procédé de Stratoconception® permet désormais la réalisation de nœuds d’assemblages

<footnote n="1">¹École Nationale Supérieure d'Architecture de Nancy, MAP-CRAI, Nancy, France</footnote>

<footnote n="2">² Université de Lorraine, INRAE, LERMAB, Epinal, France</footnote>

<footnote>anwarnehlawi@hotmail.com</footnote>
structurels en bois intégrant d'autres fonctions comme le passage de réseaux sec et/ou humides, l'éclairage, la sécurité incendie ou encore le support des complexes de l'enveloppe tout en participant à l'expression architecturale du système constructif.

## Matériel et méthode

Afin d'évaluer l'interopérabilité entre la conception architecturale et la fabrication numérique par Stratoconception® nous mettons en place une première expérience de « conception – fabrication – mise en œuvre » d'un treillis tridimensionnel constitué de nœuds d'assemblage en bois stratoconçus et de barres en bois réemployées et recalibrées à une section droite de 60x60 mm. Ce travail à l'échelle 1:1 nous permettra d'inventorier les différentes tâches et leurs implications, de collecter les données utilisées et échangées, mais également d'identifier les problématiques associées à la mise en place d'un continuum informationnel numérique. L'expérience se compose de quatre phases successives (Fig. 1) :

<figure><img src="image_280.png" /><figcaption>Fig. 1 : Les phases conception-fabrication, MAP-CRAI</figcaption></figure>

### Phase 1 : Conception paramétrique :

Dans un premier temps, notre objectif était de créer un générateur de nœuds tridimensionnels dans le logiciel de conception paramétrique, Grasshopper<fnref n="6" />, qui nous permet de gérer des géométries complexes et d'automatiser les tâches de génération de formes. Des algorithmes ont été montés et optimisés pour créer des nœuds complexes, collecter des données et tester la cinématique de montage.

### Phase 2 : Esquisse

Cette phase a comme but de tester l'outil paramétrique créé dans la phase précédente. Nous avons proposé le concept d'un abri à réaliser dans le patio sud de l'ENSA Nancy que nous appelons TADAM. Il s'agit d'une coque dessinée à la main et inspiré d'une feuille d'arbre qui s'appuie sur trois points et s'autoporte grâce à sa surface en double courbure. L'esquisse a été retranscrite en surface 3D puis reconstituée à l'aide d'une grille qui a généré, en filaire, la résille. Les données géométriques de cette structure filaire seront traitées automatiquement dans l'algorithme développé pour obtenir les nœuds tridimensionnels à fabriquer.

### Phase 3 : Fabrication

Une fois la géométrie des nœuds générée et validée, nous procédons à la FAO. Le logiciel StratoPRO<fnref n="7" /> nous permet d'importer les modèles 3D afin de les trancher et créer le parcours d'outil pour l'usinage. L'usinage a été effectué à l'aide de la CNC ISEL FLATCOM4 sur des panneaux LVL de 1200x600x21 mm.

### Phase 4 : Montage

À ce stade, nous sommes en train de finaliser la fabrication de derniers nœuds avant d'entamer cette phase finale qui consiste à monter toute la résille et à évaluer l'ensemble du processus conception-fabrication.

<footnote n="6">⁶ Disponible à l'adresse : https://www.grasshopper3d.com/</footnote>

<footnote n="7">⁷ Disponible à l'adresse : https://www.stratoconception.com/produits/logiciels/stratopro</footnote>
structurels en bois intégrant d'autres fonctions comme le passage de réseaux sec et/ou humides, l'éclairage, la sécurité incendie ou encore le support des complexes de l'enveloppe tout en participant à l'expression architecturale du système constructif.

## Matériel et méthode

Afin d'évaluer l'interopérabilité entre la conception architecturale et la fabrication numérique par Stratoconception® nous mettons en place une première expérience de « conception – fabrication – mise en œuvre » d'un treillis tridimensionnel constitué de nœuds d'assemblage en bois stratoconçus et de barres en bois réemployées et recalibrées à une section droite de 60x60 mm. Ce travail à l'échelle 1:1 nous permettra d'inventorier les différentes tâches et leurs implications, de collecter les données utilisées et échangées, mais également d'identifier les problématiques associées à la mise en place d'un continuum informationnel numérique. L'expérience se compose de quatre phases successives (Fig. 1) :

<figure><img src="image_278.png" /><figcaption>Fig. 1 : Les phases conception-fabrication, MAP-CRAI</figcaption></figure>

### Phase 1 : Conception paramétrique :

Dans un premier temps, notre objectif était de créer un générateur de nœuds tridimensionnels dans le logiciel de conception paramétrique, Grasshopper<fnref n="6" />, qui nous permet de gérer des géométries complexes et d'automatiser les tâches de génération de formes. Des algorithmes ont été montés et optimisés pour créer des nœuds complexes, collecter des données et tester la cinématique de montage.

### Phase 2 : Esquisse

Cette phase a comme but de tester l'outil paramétrique créé dans la phase précédente. Nous avons proposé le concept d'un abri à réaliser dans le patio sud de l'ENSA Nancy que nous appelons TADAM. Il s'agit d'une coque dessinée à la main et inspiré d'une feuille d'arbre qui s'appuie sur trois points et s'autoporte grâce à sa surface en double courbure. L'esquisse a été retranscrite en surface 3D puis reconstituée à l'aide d'une grille qui a généré, en filaire, la résille. Les données géométriques de cette structure filaire seront traitées automatiquement dans l'algorithme développé pour obtenir les nœuds tridimensionnels à fabriquer.

### Phase 3 : Fabrication

Une fois la géométrie des nœuds générée et validée, nous procédons à la FAO. Le logiciel StratoPRO<fnref n="7" /> nous permet d'importer les modèles 3D afin de les trancher et créer le parcours d'outil pour l'usinage. L'usinage a été effectué à l'aide de la CNC ISEL FLATCOM4 sur des panneaux LVL de 1200x600x21 mm.

### Phase 4 : Montage

À ce stade, nous sommes en train de finaliser la fabrication de derniers nœuds avant d'entamer cette phase finale qui consiste à monter toute la résille et à évaluer l'ensemble du processus conception-fabrication.

<footnote n="6">⁶ Disponible à l'adresse : https://www.grasshopper3d.com/</footnote>

<footnote n="7">⁷ Disponible à l'adresse : https://www.stratoconception.com/produits/logiciels/stratopro</footnote>
# Résultats et discussion

## Limites physiques

Toute forme n'est pas réalisable par Stratoconception®. En effet, en fonction de l'épaisseur de la strate, il peut potentiellement subsister des zones non accessibles par fraisage avec un système d'usinage 3 axes tels que des contre-dépouilles. L'architecte doit donc avoir la moindre connaissance de ce procédé de fabrication pour s'en servir le mieux possible. Dans le cas de notre expérience, nous avons dû reprendre plusieurs éléments dans l'esquisse initiale afin d'être capables de fabriquer les nœuds par usinage triaxial.

## Aspect itératif du processus

Ce travail de recherche implique des allers-retours fréquents entre les phases de développement, en raison de la nature non linéaire du processus. La Stratoconception® impacte la conception architecturale en demandant à l'architecte de comprendre comment les strates seront sculptées par la fraise. Le contexte expérimental de ce projet nous implique de faire de nombreuses itérations entre les différentes phases.

## Chaîne numérique fragmentée

Le workflow est encore fragmenté entre l'esquisse et la conception paramétrique. Pour passer à StratoPRO également, une rupture numérique empêche d'avoir un workflow fluide.

## Optimisation du temps de fabrication/assemblage

Sur StratoPRO, nous générons les parcours d'outils et les Gcodes pour usiner des nœuds en panneaux LVL des deux côtés. Avec une CNC ISEL FLATCOM 3 axes, nous avons obtenu de bons résultats sur des panneaux LVL de 21 mm d'épaisseur en utilisant une fraise de 8 mm à 18000 tr/min et une avance de 3000 mm/min (chipload = 0,18). Ces paramètres offrent actuellement le meilleur compromis entre vitesse, qualité et durabilité des outils, bien que des améliorations soient envisageables pour les nœuds restants dans ce contexte expérimental. La face verso de l'usinage est la plus lente en raison du détachement des strates. Fixées avec des rubans adhésifs double-face, les strates risquent de bouger à cause de la poussée latérale de la fraise, affaiblissant leur fixation sur la machine.

Il est important de noter que l'esquisse initiale impacte directement le temps d'usinage et d'assemblage des pièces en fonction de la complexité géométrique, la taille et la stratification désirée. La stratification, définie comme la hauteur des passes de finition, a un effet significatif sur la durée de l'usinage. Dans ce projet, nous avons choisi une stratification de 0,7 mm pour obtenir une surface de finition lisse en peu de temps.

## Optimisation des pertes matières

Les strates sont mises en panoplie automatiquement sur les panneaux grâce au logiciel StratoPRO. Cependant, la distribution des strates n'est pas optimale et peut être encore développée pour usiner plus de pièces dans moins de panneaux (Fig. 2, 3).

<figure><img src="image_281.png" /><figcaption>Fig. 2 : Usinage d'un nœud par Stratoconception®, MAP-CRA</figcaption></figure>

<figure><img src="image_282.png" /><figcaption>Fig. 3 : Assemblage d'un nœud, MAP-CRAI</figcaption></figure>
# Résultats et discussion

## Limites physiques

Toute forme n'est pas réalisable par Stratoconception®. En effet, en fonction de l'épaisseur de la strate, il peut potentiellement subsister des zones non accessibles par fraisage avec un système d'usinage 3 axes tels que des contre-dépouilles. L'architecte doit donc avoir la moindre connaissance de ce procédé de fabrication pour s'en servir le mieux possible. Dans le cas de notre expérience, nous avons dû reprendre plusieurs éléments dans l'esquisse initiale afin d'être capables de fabriquer les nœuds par usinage triaxial.

## Aspect itératif du processus

Ce travail de recherche implique des allers-retours fréquents entre les phases de développement, en raison de la nature non linéaire du processus. La Stratoconception® impacte la conception architecturale en demandant à l'architecte de comprendre comment les strates seront sculptées par la fraise. Le contexte expérimental de ce projet nous implique de faire de nombreuses itérations entre les différentes phases.

## Chaîne numérique fragmentée

Le workflow est encore fragmenté entre l'esquisse et la conception paramétrique. Pour passer à StratoPRO également, une rupture numérique empêche d'avoir un workflow fluide.

## Optimisation du temps de fabrication/assemblage

Sur StratoPRO, nous générons les parcours d'outils et les Gcodes pour usiner des nœuds en panneaux LVL des deux côtés. Avec une CNC ISEL FLATCOM 3 axes, nous avons obtenu de bons résultats sur des panneaux LVL de 21 mm d'épaisseur en utilisant une fraise de 8 mm à 18000 tr/min et une avance de 3000 mm/min (chipload = 0,18). Ces paramètres offrent actuellement le meilleur compromis entre vitesse, qualité et durabilité des outils, bien que des améliorations soient envisageables pour les nœuds restants dans ce contexte expérimental. La face verso de l'usinage est la plus lente en raison du détachement des strates. Fixées avec des rubans adhésifs double-face, les strates risquent de bouger à cause de la poussée latérale de la fraise, affaiblissant leur fixation sur la machine.

Il est important de noter que l'esquisse initiale impacte directement le temps d'usinage et d'assemblage des pièces en fonction de la complexité géométrique, la taille et la stratification désirée. La stratification, définie comme la hauteur des passes de finition, a un effet significatif sur la durée de l'usinage. Dans ce projet, nous avons choisi une stratification de 0,7 mm pour obtenir une surface de finition lisse en peu de temps.

## Optimisation des pertes matières

Les strates sont mises en panoplie automatiquement sur les panneaux grâce au logiciel StratoPRO. Cependant, la distribution des strates n'est pas optimale et peut être encore développée pour usiner plus de pièces dans moins de panneaux (Fig. 2, 3).

<figure><img src="image_279.png" /><figcaption>Fig. 2 : Usinage d'un nœud par Stratoconception®, MAP-CRA</figcaption></figure>

<figure><img src="image_280.png" /><figcaption>Fig. 3 : Assemblage d'un nœud, MAP-CRAI</figcaption></figure>
## Conclusion

La chaîne de conception prototypée a mis en évidence les avantages et les limitations inhérents à l'approche de Stratoconception® dans le contexte du "Design For Additive Manufacturing". Des travaux restent à mener pour que les architectes puissent pleinement bénéficier de ce procédé dans la réalisation d'architectures non standard. Les limites physiques, les ruptures dans la chaîne numérique et la nature itérative du processus rendent le continuum difficilement utilisable par les architectes. De plus, nous avons remarqué que l'architecte, avant la phase conception, doit s'introduire à la Stratoconception® pour mieux bénéficier de ses avantages et réussir à contourner ses contraintes dès la phase d'esquisse.

## Travail en cours et perspectives

Afin de rendre la Stratoconception® plus efficace et fructueuse dans le domaine de l'architecture, un prototype à l'échelle 1:1, appelé TADAM, intégrant une réflexion architecturale est en cours de finalisation à l'ENSA Nancy. Les observations faites lors de l'évaluation de ce premier prototype serviront de base pour la conception du pavillon prévu dans le cadre du projet Archi-Folie soutenu par le Ministère de la Culture en vue de l'Olympiade Culturelle de 2024.

## Remerciements

UMR 3495 MAP-CRAI, ENSA Nancy, CIRTES (pour l'utilisation du logiciel), Charpente Houot, Weisrock Vosges, LERMAB et le Ministère de la Culture

## Références

Barlier C (1991) Brevet original Stratoconception®: Procédé pour la création et la réalisation de pièces par C.A.O et pièces ainsi obtenues, 26.02.91 France FR 2.673.302 B1 et Europe EP 0585502B

Charest P et al (2019) Assessing the Complexity of Timber Gridshells in Architecture through Shape, Structure, and Material Classification, Bioresources, 2019, 14: 1364-1378, doi : [10.15376/biores.14.1.1364-1378](https://doi.org/10.15376/biores.14.1.1364-1378).

Chilton J, Tang G (2017) Timber gridshells: architecture, structure and craft. London ; New York : Routledge, 258 p, ISBN : 978-1-138-77529-9.

Fréchard V, Bléron L, Meyer J, Duchanois G, Besançon F (2023) Stratoconception, an additive manufacturing process for timber architecture: challenges and opportunities. Proceedings of the World Conference of Timber Engineering, Oslö (NOR), doi : [10.52202/069179-0482](https://doi.org/10.52202/069179-0482).

Hwang KJ (2010) Advanced investigations of grid spatial structures considering various connection systems. Dissertation de l'Université de Stuttgart. 129 p, ISBN : 978-3-922302-31-5.

Meyer J (2017) Proposition d'un modèle numérique pour la conception architecturale d'enveloppes structurales plissées : application à l'architecture en panneaux de bois. Thèse de doctorat de l'Université de Lorraine.
## Conclusion

La chaîne de conception prototypée a mis en évidence les avantages et les limitations inhérents à l'approche de Stratoconception® dans le contexte du "Design For Additive Manufacturing". Des travaux restent à mener pour que les architectes puissent pleinement bénéficier de ce procédé dans la réalisation d'architectures non standard. Les limites physiques, les ruptures dans la chaîne numérique et la nature itérative du processus rendent le continuum difficilement utilisable par les architectes. De plus, nous avons remarqué que l'architecte, avant la phase conception, doit s'introduire à la Stratoconception® pour mieux bénéficier de ses avantages et réussir à contourner ses contraintes dès la phase d'esquisse.

## Travail en cours et perspectives

Afin de rendre la Stratoconception® plus efficace et fructueuse dans le domaine de l'architecture, un prototype à l'échelle 1:1, appelé TADAM, intégrant une réflexion architecturale est en cours de finalisation à l'ENSA Nancy. Les observations faites lors de l'évaluation de ce premier prototype serviront de base pour la conception du pavillon prévu dans le cadre du projet Archi-Folie soutenu par le Ministère de la Culture en vue de l'Olympiade Culturelle de 2024.

## Remerciements

UMR 3495 MAP-CRAI, ENSA Nancy, CIRTES (pour l'utilisation du logiciel), Charpente Houot, Weisrock Vosges, LERMAB et le Ministère de la Culture

## Références

Barlier C (1991) Brevet original Stratoconception®: Procédé pour la création et la réalisation de pièces par C.A.O et pièces ainsi obtenues, 26.02.91 France FR 2.673.302 B1 et Europe EP 0585502B

Charest P et al (2019) Assessing the Complexity of Timber Gridshells in Architecture through Shape, Structure, and Material Classification, Bioresources, 2019, 14: 1364-1378, doi : [10.15376/biores.14.1.1364-1378](https://doi.org/10.15376/biores.14.1.1364-1378).

Chilton J, Tang G (2017) Timber gridshells: architecture, structure and craft. London ; New York : Routledge, 258 p, ISBN : 978-1-138-77529-9.

Fréchard V, Bléron L, Meyer J, Duchanois G, Besançon F (2023) Stratoconception, an additive manufacturing process for timber architecture: challenges and opportunities. Proceedings of the World Conference of Timber Engineering, Oslö (NOR), doi : [10.52202/069179-0482](https://doi.org/10.52202/069179-0482).

Hwang KJ (2010) Advanced investigations of grid spatial structures considering various connection systems. Dissertation de l'Université de Stuttgart. 129 p, ISBN : 978-3-922302-31-5.

Meyer J (2017) Proposition d'un modèle numérique pour la conception architecturale d'enveloppes structurales plissées : application à l'architecture en panneaux de bois. Thèse de doctorat de l'Université de Lorraine.
# Master Sciences du Bois à l'Université de Montpellier :
Bilan après 3 ans de pédagogie active

<u>AUTISSIER Aurélie</u><fnref n="1" />, BARDET Sandrine<fnref n="2" />, CLAIR Bruno<fnref n="2" />

**Mots clefs** : formation ; master ; sciences du Bois ; interdisciplinarité ; apprentissage actif ; approche par compétences ; projets

## Introduction

La formation du master Sciences du Bois a ouvert en 2021 à la suite d'une réflexion au Journées Scientifiques du GDR Sciences du Bois 2018 à Cluny. Elle a été élaborée collectivement par une équipe pédagogique pluri-disciplinaire en s'appuyant sur une approche par compétence et des méthodes de pédagogie active, notamment l'apprentissage par problèmes, l'APP (Savery, 2006). L'APP a pour objectif de développer la coopération, la curiosité et l'esprit critique des étudiant·e·s (Kuhn, 2021). L'apprentissage actif se décline dans le master par des séances d'apprentissage par problème et de nombreux projets en groupes (Reverdy, 2013). De nombreuses sorties sur le terrain sont réalisées que ce soit en forêt, dans des écoles d'ingénieures partenaires ou des visites d'entreprises et de chantier en construction bois etc.

Le contenu pédagogique du master est pluridisciplinaire autour de la forêt et du bois (biologie, chimie, physique, mécanique, économie et sciences humaines) jusqu'aux diverses utilisations du bois dans la filière actuelle et future (matériaux bio-sourcés, chimie verte, bioraffinerie etc.).

Les objectifs du master sont de favoriser l'interaction enseignant.e.s / étudiant.e.s ainsi que la collaboration entre les étudiant·e·s et de développer la pluridisciplinarité. Ainsi, dans un premier temps nous présenterons le flux des étudiant·e·s et le fonctionnement interne du master puis l'amélioration continue de la formation.

Dans un deuxième temps nous exposerons des exemples de pédagogies actives mise en œuvre dans le master en se focalisant sur la première promotion de master 2. Le bilan de l'impact de cette pédagogie sur l'apprentissage des étudiant·e·s sera également présenté.

La dernière partie de ce résumé présentera les résultats de professionnalisation du master lors des stages et les résultats des premières embauches de la première promotion du master.

## Le recrutement des étudiant·e·s et le fonctionnement du master

### Le maintien d'une hétérogénéité de profils dans le recrutement des étudiant·e·s

La commission de recrutement du master est attentive à la mixité de genres, de profils et de parcours scolaires et professionnels.

Toutes confondues, les trois premières promotions de master se composent de la façon suivante :

* 32 hommes et 21 femmes soit 57% d'hommes et 43% de femmes,

* 68% des étudiant·e·s sont issu·e·s de licences généralistes, 23% de licences professionnelles et 9% sont en reprise d'étude,

<footnote n="1">¹FDS, Université de Montpellier</footnote>

<footnote n="2">²LMGC, Université de Montpellier, CNRS</footnote>

<footnote><u>aurelie.autissier@umontpellier.fr</u></footnote>
# Master Sciences du Bois à l'Université de Montpellier :
Bilan après 3 ans de pédagogie active

<u>AUTISSIER Aurélie</u><fnref n="1" />, BARDET Sandrine<fnref n="2" />, CLAIR Bruno<fnref n="2" />

**Mots clefs** : formation ; master ; sciences du Bois ; interdisciplinarité ; apprentissage actif ; approche par compétences ; projets

## Introduction

La formation du master Sciences du Bois a ouvert en 2021 à la suite d'une réflexion au Journées Scientifiques du GDR Sciences du Bois 2018 à Cluny. Elle a été élaborée collectivement par une équipe pédagogique pluri-disciplinaire en s'appuyant sur une approche par compétence et des méthodes de pédagogie active, notamment l'apprentissage par problèmes, l'APP (Savery, 2006). L'APP a pour objectif de développer la coopération, la curiosité et l'esprit critique des étudiant·e·s (Kuhn, 2021). L'apprentissage actif se décline dans le master par des séances d'apprentissage par problème et de nombreux projets en groupes (Reverdy, 2013). De nombreuses sorties sur le terrain sont réalisées que ce soit en forêt, dans des écoles d'ingénieures partenaires ou des visites d'entreprises et de chantier en construction bois etc.

Le contenu pédagogique du master est pluridisciplinaire autour de la forêt et du bois (biologie, chimie, physique, mécanique, économie et sciences humaines) jusqu'aux diverses utilisations du bois dans la filière actuelle et future (matériaux bio-sourcés, chimie verte, bioraffinerie etc.).

Les objectifs du master sont de favoriser l'interaction enseignant.e.s / étudiant.e.s ainsi que la collaboration entre les étudiant·e·s et de développer la pluridisciplinarité. Ainsi, dans un premier temps nous présenterons le flux des étudiant·e·s et le fonctionnement interne du master puis l'amélioration continue de la formation.

Dans un deuxième temps nous exposerons des exemples de pédagogies actives mise en œuvre dans le master en se focalisant sur la première promotion de master 2. Le bilan de l'impact de cette pédagogie sur l'apprentissage des étudiant·e·s sera également présenté.

La dernière partie de ce résumé présentera les résultats de professionnalisation du master lors des stages et les résultats des premières embauches de la première promotion du master.

## Le recrutement des étudiant·e·s et le fonctionnement du master

### Le maintien d'une hétérogénéité de profils dans le recrutement des étudiant·e·s

La commission de recrutement du master est attentive à la mixité de genres, de profils et de parcours scolaires et professionnels.

Toutes confondues, les trois premières promotions de master se composent de la façon suivante :

* 32 hommes et 21 femmes soit 57% d'hommes et 43% de femmes,

* 68% des étudiant·e·s sont issu·e·s de licences généralistes, 23% de licences professionnelles et 9% sont en reprise d'étude,

<footnote n="1">¹FDS, Université de Montpellier</footnote>

<footnote n="2">²LMGC, Université de Montpellier, CNRS</footnote>

<footnote>aurelie.autissier@umontpellier.fr</footnote>
* Les étudiant·e·s ont un parcours avant le master dans les domaines de la biologie/forêt (50%), des sciences de l'ingénieur (27%), de la chimie (13%) ou d'autre parcours comme les sciences économiques, sociales, la gestion ou les mathématiques (10%),

* 32% des étudiant·e·s viennent de l'Université de Montpellier, 68% hors UM dont 4% sont étrangers,

* Les âges varient de 19 à 54 ans.

Les régimes d'étude proposés dans le master sont aussi divers : 72% des étudiant·e·s sont inscrit·e·s en formation initiale, 21% en apprentissage et 7% en formation continue.

*Le maintien d'un accompagnement pluridisciplinaire et d'une interaction avec les étudiant·e·s*

Depuis trois ans d'existence, le premier enjeu du master Sciences du Bois est de coordonner une équipe pédagogique large, interdisciplinaire et d'assurer la mise en place de la maquette pédagogique. L'équipe de pilotage co-dirigée par Sandrine BARDET et Bruno CLAIR s'est donc appuyé sur le recrutement d'une ingénieure pédagogique, Juliette CIANO d'octobre 2020 à janvier 2023, puis Aurélie AUTISSIER, toutes deux ingénieures ENSTIB (École Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois). L'ingénieure pédagogique a un rôle de coordination entre les membres de l'équipe pédagogique (EC, chercheur.euses et acteurs privés de la filière), et de lien avec les étudiant·e·s. Sa formation d'ingénieure bois (ENSTIB) est essentielle pour jouer ce rôle.

L'équipe s'est élargie avec le recrutement d'une gestionnaire financière et administrative, Julie MARTIN grâce au soutien de l'UM et des mécènes.

Après une phase de création, l'étape suivante est de pérenniser la formation et de répartir les responsabilités, ainsi l'équipe de pilotage s'est élargie à la rentrée 2023 avec :

- Delphine JULLIEN professeure au LMGC, responsable de la 1ère année,

- Hélène FULCRAND, directrice de recherche à l'UMR IATE et Jean-Yves WINUM professeur à l'IBMM, co-responsables du master 2.

*L'amélioration continue de la formation*

La formation s'améliore continuellement grâce à 3 actions régulières :

* retours hebdomadaires des étudiant·e·s (débrief) en présence des enseignant·e·s responsables des enseignements de la semaine ;

* enquête sur la perception des étudiant·e·s des différentes pédagogies actives réalisée par l'Observatoire de la Transition Pédagogique réalisée sur la première promotion du master ;

* mise en place d'un conseil de perfectionnement au printemps 2024 avec des membres de l'équipe pédagogique, des services concernées et des personnes extérieures au master représentant les acteurs de la filière forêt-bois.

## L'apprentissage actif

*La mise pratique de la pédagogique active de la formation*

Pour illustrer la mise en pratique de la pédagogie active, deux exemples sont donnés : un projet transversal baptisé « fil rouge » et le projet R&D.

Le fil rouge qui se déroule sur les deux années du master est le projet emblématique de cette méthode d'apprentissage interdisciplinaire et par projet. Le principe est que chaque promotion de master 1 étudie en groupes un arbre d'une essence particulière en forêt puis prélève cet arbre et caractérise le bois au niveau biologique, physique, chimique, mécanique et du bilan carbone.
* Les étudiant·e·s ont un parcours avant le master dans les domaines de la biologie/forêt (50%), des sciences de l'ingénieur (27%), de la chimie (13%) ou d'autre parcours comme les sciences économiques, sociales, la gestion ou les mathématiques (10%),

* 32% des étudiant·e·s viennent de l'Université de Montpellier, 68% hors UM dont 4% sont étrangers,

* Les âges varient de 19 à 54 ans.

Les régimes d'étude proposés dans le master sont aussi divers : 72% des étudiant·e·s sont inscrit·e·s en formation initiale, 21% en apprentissage et 7% en formation continue.

*Le maintien d'un accompagnement pluridisciplinaire et d'une interaction avec les étudiant·e·s*

Depuis trois ans d'existence, le premier enjeu du master Sciences du Bois est de coordonner une équipe pédagogique large, interdisciplinaire et d'assurer la mise en place de la maquette pédagogique. L'équipe de pilotage co-dirigée par Sandrine BARDET et Bruno CLAIR s'est donc appuyé sur le recrutement d'une ingénieure pédagogique, Juliette CIANO d'octobre 2020 à janvier 2023, puis Aurélie AUTISSIER, toutes deux ingénieures ENSTIB (École Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois). L'ingénieure pédagogique a un rôle de coordination entre les membres de l'équipe pédagogique (EC, chercheur.euses et acteurs privés de la filière), et de lien avec les étudiant·e·s. Sa formation d'ingénieure bois (ENSTIB) est essentielle pour jouer ce rôle.

L'équipe s'est élargie avec le recrutement d'une gestionnaire financière et administrative, Julie MARTIN grâce au soutien de l'UM et des mécènes.

Après une phase de création, l'étape suivante est de pérenniser la formation et de répartir les responsabilités, ainsi l'équipe de pilotage s'est élargie à la rentrée 2023 avec :

- Delphine JULLIEN professeure au LMGC, responsable de la 1ère année,

- Hélène FULCRAND, directrice de recherche à l'UMR IATE et Jean-Yves WINUM professeur à l'IBMM, co-responsables du master 2.

*L'amélioration continue de la formation*

La formation s'améliore continuellement grâce à 3 actions régulières :

* retours hebdomadaires des étudiant·e·s (débrief) en présence des enseignant·e·s responsables des enseignements de la semaine ;

* enquête sur la perception des étudiant·e·s des différentes pédagogies actives réalisée par l'Observatoire de la Transition Pédagogique réalisée sur la première promotion du master ;

* mise en place d'un conseil de perfectionnement au printemps 2024 avec des membres de l'équipe pédagogique, des services concernées et des personnes extérieures au master représentant les acteurs de la filière forêt-bois.

## L'apprentissage actif

*La mise pratique de la pédagogique active de la formation*

Pour illustrer la mise en pratique de la pédagogie active, deux exemples sont donnés : un projet transversal baptisé « fil rouge » et le projet R&D.

Le fil rouge qui se déroule sur les deux années du master est le projet emblématique de cette méthode d'apprentissage interdisciplinaire et par projet. Le principe est que chaque promotion de master 1 étudie en groupes un arbre d'une essence particulière en forêt puis prélève cet arbre et caractérise le bois au niveau biologique, physique, chimique, mécanique et du bilan carbone.
Deux promotions de M1 se sont rendues dans les Cévennes pour étudier successivement le cèdre, *Cedrus Atlantica* et le hêtre, *Fagus sylvatica*. Une promotion a étudié le châtaignier *Castanea sativa* dans le Haut-Languedoc. A la fin de l'année, ils présentent leurs résultats à l'équipe pédagogique et au grand public sous forme de poster. En deuxième année, les étudiants, organisés en trois groupes de travail, conçoivent des produits pour valoriser le bois de l'arbre prélevé sous différents aspects : chimie, biomatériaux et construction/menuiserie. Les résultats sont présentés sous forme de conférence et de fiche technique sur le produit conçu et d'une présentation orale devant l'équipe pédagogique et des acteurs·ices de la filière forêt-bois. La première promotion de master 2 (promotion Cèdre) a conçu un produit de finition anti-termite et anti-fongique à partir des extractibles des sciures de bois (Fig. 1), un panneau d'ambiance isolant à base d'écorces (Fig. 2), une structure en bois modulable qui permet de se restaurer ou de se reposer (Fig. 3).

<figure><img src="image_283.png" /><figcaption>Fig. 1 : Présentation des fiches techniques du groupe chimie sur le cèdre</figcaption></figure>

<figure><img src="image_284.png" /><figcaption>Fig. 2 : Présentation des fiches techniques du groupe biomatériaux sur le cèdre</figcaption></figure>

<figure><img src="image_285.png" /><figcaption>Fig. 3 : Présentation des fiches technique du groupe construction/menuiserie sur le cèdre</figcaption></figure>

Ce fil rouge clôture l'année avec un exercice individuel nommé « triple saut » qui mobilise les connaissances interdisciplinaires des deux années de master. Lors d'un premier temps, ou « premier saut », l'étudiant·e découvre un sujet d'une page maximum, puis travaille en autonomie pendant 30 minutes pour fixer les objectifs d'apprentissage qui répondent à la problématique puis présente en vingt minutes son niveau de compréhension du problème devant un jury pluridisciplinaire. Lors du « deuxième saut », l'étudiant·e complète sa réponse en faisant des recherches bibliographiques en autonomie pendant 48h. Enfin, lors du « troisième saut », il·elle restitue ses connaissances mobilisées et acquises devant le jury.

Le projet Recherche & Développement de M2 est un exercice de groupe ou individuel qui stimule les connaissances et la créativité des étudiant·e·s. Pendant six semaines, les étudiant·e·s innovent pour développer un projet de leur choix, à partir d'une idée qu'ils souhaitent développer. Ils·elles peuvent expérimenter et manipuler dans les laboratoires partenaires. Ils développement leur idée au travers de la création d'une entreprise fictive de recherche et développement. Ils·elles présentent leurs résultats sous forme de rapport de cinq pages et d'une vidéo de trois minutes.

Les projets développés par la promotion M2 Cèdre traitent de sujets très divers :

- Bureau de conseil Sylvogeste : « Itinéraire technique avec ceinturage pour accroître la durabilité naturelle »,

- FIO : « Outil de valorisation de la ressource forestière après incendie »,

- InnoV C plié : « Une structure pliable et modulable en bois »,

- Menuis'Up : « Réemployer en mobilier les menuiseries en fin de vie »,

- HOOMA xylochimie : « Valorisation chimique d'une essence méditerranéenne »,

- ARSINOE : « Conseil dans le bois et les biosourcés, dédiée aux structures de l'économie sociale et solidaire ».
Deux promotions de M1 se sont rendues dans les Cévennes pour étudier successivement le cèdre, *Cedrus Atlantica* et le hêtre, *Fagus sylvatica*. Une promotion a étudié le châtaignier *Castanea sativa* dans le Haut-Languedoc. A la fin de l'année, ils présentent leurs résultats à l'équipe pédagogique et au grand public sous forme de poster. En deuxième année, les étudiants, organisés en trois groupes de travail, conçoivent des produits pour valoriser le bois de l'arbre prélevé sous différents aspects : chimie, biomatériaux et construction/menuiserie. Les résultats sont présentés sous forme de conférence et de fiche technique sur le produit conçu et d'une présentation orale devant l'équipe pédagogique et des acteurs·ices de la filière forêt-bois. La première promotion de master 2 (promotion Cèdre) a conçu un produit de finition anti-termite et anti-fongique à partir des extractibles des sciures de bois (Fig. 1), un panneau d'ambiance isolant à base d'écorces (Fig. 2), une structure en bois modulable qui permet de se restaurer ou de se reposer (Fig. 3).

<figure><img src="image_281.png" /><figcaption>Fig. 1 : Présentation des fiches techniques du groupe chimie sur le cèdre</figcaption></figure>

<figure><img src="image_282.png" /><figcaption>Fig. 2 : Présentation des fiches techniques du groupe biomatériaux sur le cèdre</figcaption></figure>

<figure><img src="image_283.png" /><figcaption>Fig. 3 : Présentation des fiches technique du groupe construction/menuiserie sur le cèdre</figcaption></figure>

Ce fil rouge clôture l'année avec un exercice individuel nommé « triple saut » qui mobilise les connaissances interdisciplinaires des deux années de master. Lors d'un premier temps, ou « premier saut », l'étudiant·e découvre un sujet d'une page maximum, puis travaille en autonomie pendant 30 minutes pour fixer les objectifs d'apprentissage qui répondent à la problématique puis présente en vingt minutes son niveau de compréhension du problème devant un jury pluridisciplinaire. Lors du « deuxième saut », l'étudiant·e complète sa réponse en faisant des recherches bibliographiques en autonomie pendant 48h. Enfin, lors du « troisième saut », il·elle restitue ses connaissances mobilisées et acquises devant le jury.

Le projet Recherche & Développement de M2 est un exercice de groupe ou individuel qui stimule les connaissances et la créativité des étudiant·e·s. Pendant six semaines, les étudiant·e·s innovent pour développer un projet de leur choix, à partir d'une idée qu'ils souhaitent développer. Ils·elles peuvent expérimenter et manipuler dans les laboratoires partenaires. Ils développement leur idée au travers de la création d'une entreprise fictive de recherche et développement. Ils·elles présentent leurs résultats sous forme de rapport de cinq pages et d'une vidéo de trois minutes.

Les projets développés par la promotion M2 Cèdre traitent de sujets très divers :

- Bureau de conseil Sylvogeste : « Itinéraire technique avec ceinturage pour accroître la durabilité naturelle »,

- FIO : « Outil de valorisation de la ressource forestière après incendie »,

- InnoV C plié : « Une structure pliable et modulable en bois »,

- Menuis'Up : « Réemployer en mobilier les menuiseries en fin de vie »,

- HOOMA xylochimie : « Valorisation chimique d'une essence méditerranéenne »,

- ARSINOE : « Conseil dans le bois et les biosourcés, dédiée aux structures de l'économie sociale et solidaire ».
## L'évaluation de la pédagogie active

Une attention particulière est portée à l'amélioration continue de la formation. Pour cela l'équipe de pilotage a besoin de connaitre l'efficacité des pédagogies mises en œuvre, ainsi elle a sollicité un service de l'Université de Montpellier, l'Observatoire de la Transition Pédagogique, coordonné par un spécialiste en sciences de l'éducation, pour évaluer la pédagogie active développée dans le master.

L'évaluation a pour objet de mesurer l'impact des pédagogies mises en œuvre (apprentissage par problème, travaux de groupes et TD/TP) sur l'apprentissage des étudiant·e·s (Coombes et al.,2021). L'étude a été réalisée à l'issue de la première année de master de la première promotion. Elle a reçu un taux de réponse de 79%. L'étude sur la deuxième promotion est en cours.

L'enquête a analysé cinq variables avec l'échelle de Likert (Jebb et al.,2021 et Mellor & Moore, 2014) : la posture de l'enseignant (aide, clarté des objectifs d'apprentissage et retour de l'enseignant), le sentiment d'efficacité personnelle (capacité à suivre les cours, interactions entre étudiant·e·s et avec l'enseignant·e), l'aptitude de l'étudiant·e (analyser, argumenter, autonomie, curiosité intellectuelle et esprit critique), l'acquisition et la satisfaction personnelle des étudiant·e·s. L'échelle de Likert varie de 1 à 7. Les valeurs 1 à 3 signifient une perception négative, 4, ni positive, ni négative et de 5 à 7, une perception positive. Les résultats sont présentés dans le Tab. 1.

<table><caption>Tab. 1 : Résultats de moyenne et écart type des différentes pédagogies du master,
(Barbe-Asensio D., Ngoua Ondo A., Bächtold M., 2023)</caption><thead><tr><th></th><th></th><th></th><th>Apprentissage par problème</th><th>Projet en groupe</th><th>Exposé, TD, TP</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">Posture de l'enseignant</td><td rowspan="2">Aide de l'enseignant</td><td>moyenne</td><td>5,96</td><td>6,44</td><td>6,22</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,01</td><td>0,64</td><td>0,93</td></tr><tr><td>Clarté des objectifs</td><td>moyenne</td><td>4,42</td><td>5,38</td><td>5,22</td></tr><tr><td>Feedback enseignant</td><td>moyenne</td><td>1,07</td><td>0,97</td><td>1,33</td></tr><tr><td rowspan="8">Sentiment d'efficacité personnelle</td><td rowspan="2">Suivre les cours</td><td>moyenne</td><td>6,93</td><td>6,93</td><td>6,93</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>0,26</td><td>0,26</td><td>0,26</td></tr><tr><td rowspan="2">Interactions avec l'enseignant</td><td>moyenne</td><td>5,75</td><td>6,19</td><td>5,67</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,06</td><td>0,69</td><td>1,12</td></tr><tr><td rowspan="2">Interactions entre étudiants</td><td>moyenne</td><td>6,25</td><td>6,25</td><td>5,99</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>0,88</td><td>0,96</td><td>1,08</td></tr><tr><td rowspan="2">Aptitude</td><td>moyenne</td><td>5,80</td><td>5,95</td><td>5,81</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,11</td><td>0,85</td><td>0,77</td></tr><tr><td rowspan="4">Acquisition</td><td>moyenne</td><td>6,21</td><td>6,32</td><td>5,97</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>0,81</td><td>0,76</td><td>0,72</td></tr><tr><td>moyenne</td><td>6,00</td><td>6,40</td><td>6,00</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,36</td><td>0,74</td><td>0,85</td></tr><tr><td rowspan="2">Satisfaction</td><td>moyenne</td><td>5,87</td><td>6,60</td><td>5,67</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,25</td><td>0,63</td><td>0,98</td></tr></tbody></table>

On observe pour la posture de l'enseignant·e que toutes les appréciations des étudiant·e·s sont positives dans tous les types de pédagogies mis en œuvre (appréciation supérieure à 5) à l'exception de la clarté des objectifs qui est jugée neutre (valeur de 4,42 en APP). L'équipe de pilotage veillera pour les prochaines années à mieux expliquer les attendus de l'étudiant·e·s, d'expliciter les consignes et le niveau du travail attendu.

Les trois variables évaluées du sentiment d'efficacité personnel et la variable d'acquisition sont plus élevées en projet en groupe en comparaison à l'apprentissage par problème et les exposés, TD/TP, notamment concernant l'aptitude et la capacité à suivre le cours. Ce résultat s'explique par l'autonomie que demande la méthode d'APP, parfois déroutante pour les étudiant·e·s.
## L'évaluation de la pédagogie active

Une attention particulière est portée à l'amélioration continue de la formation. Pour cela l'équipe de pilotage a besoin de connaitre l'efficacité des pédagogies mises en œuvre, ainsi elle a sollicité un service de l'Université de Montpellier, l'Observatoire de la Transition Pédagogique, coordonné par un spécialiste en sciences de l'éducation, pour évaluer la pédagogie active développée dans le master.

L'évaluation a pour objet de mesurer l'impact des pédagogies mises en œuvre (apprentissage par problème, travaux de groupes et TD/TP) sur l'apprentissage des étudiant·e·s (Coombes et al.,2021). L'étude a été réalisée à l'issue de la première année de master de la première promotion. Elle a reçu un taux de réponse de 79%. L'étude sur la deuxième promotion est en cours.

L'enquête a analysé cinq variables avec l'échelle de Likert (Jebb et al.,2021 et Mellor & Moore, 2014) : la posture de l'enseignant (aide, clarté des objectifs d'apprentissage et retour de l'enseignant), le sentiment d'efficacité personnelle (capacité à suivre les cours, interactions entre étudiant·e·s et avec l'enseignant·e), l'aptitude de l'étudiant·e (analyser, argumenter, autonomie, curiosité intellectuelle et esprit critique), l'acquisition et la satisfaction personnelle des étudiant·e·s. L'échelle de Likert varie de 1 à 7. Les valeurs 1 à 3 signifient une perception négative, 4, ni positive, ni négative et de 5 à 7, une perception positive. Les résultats sont présentés dans le Tab. 1.

<table><caption>Tab. 1 : Résultats de moyenne et écart type des différentes pédagogies du master,
(Barbe-Asensio D., Ngoua Ondo A., Bächtold M., 2023)</caption><thead><tr><th></th><th></th><th></th><th>Apprentissage par problème</th><th>Projet en groupe</th><th>Exposé, TD, TP</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">Posture de l'enseignant</td><td rowspan="2">Aide de l'enseignant</td><td>moyenne</td><td>5,96</td><td>6,44</td><td>6,22</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,01</td><td>0,64</td><td>0,93</td></tr><tr><td rowspan="2">Clarté des objectifs</td><td>moyenne</td><td>4,42</td><td>5,38</td><td>5,22</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,07</td><td>0,97</td><td>1,33</td></tr><tr><td rowspan="2">Feedback enseignant</td><td>moyenne</td><td>6,93</td><td>6,93</td><td>6,93</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>0,26</td><td>0,26</td><td>0,26</td></tr><tr><td rowspan="6">Sentiment d'efficacité personnelle</td><td rowspan="2">Suivre les cours</td><td>moyenne</td><td>5,75</td><td>6,19</td><td>5,67</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,06</td><td>0,69</td><td>1,12</td></tr><tr><td rowspan="2">Interactions avec l'enseignant</td><td>moyenne</td><td>6,25</td><td>6,25</td><td>5,99</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>0,88</td><td>0,96</td><td>1,08</td></tr><tr><td rowspan="2">Interactions entre étudiants</td><td>moyenne</td><td>5,80</td><td>5,95</td><td>5,81</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,11</td><td>0,85</td><td>0,77</td></tr><tr><td rowspan="2">Aptitude</td><td>moyenne</td><td>6,21</td><td>6,32</td><td>5,97</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>0,81</td><td>0,76</td><td>0,72</td></tr><tr><td rowspan="2">Acquisition</td><td>moyenne</td><td>6,00</td><td>6,40</td><td>6,00</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,36</td><td>0,74</td><td>0,85</td></tr><tr><td rowspan="2">Satisfaction</td><td>moyenne</td><td>5,87</td><td>6,60</td><td>5,67</td></tr><tr><td>écart-type</td><td>1,25</td><td>0,63</td><td>0,98</td></tr></tbody></table>

On observe pour la posture de l'enseignant·e que toutes les appréciations des étudiant·e·s sont positives dans tous les types de pédagogies mis en œuvre (appréciation supérieure à 5) à l'exception de la clarté des objectifs qui est jugée neutre (valeur de 4,42 en APP). L'équipe de pilotage veillera pour les prochaines années à mieux expliquer les attendus de l'étudiant·e·s, d'expliciter les consignes et le niveau du travail attendu.

Les trois variables évaluées du sentiment d'efficacité personnel et la variable d'acquisition sont plus élevées en projet en groupe en comparaison à l'apprentissage par problème et les exposés, TD/TP, notamment concernant l'aptitude et la capacité à suivre le cours. Ce résultat s'explique par l'autonomie que demande la méthode d'APP, parfois déroutante pour les étudiant·e·s.
## La professionnalisation des étudiant·e·s et le lien entre les laboratoires de recherche et le monde industriel

Une attention forte est portée au projet personnel et professionnel de chaque étudiant·e, cela fait l'objet d'une Unité d'Enseignement en master 1. En master 1 et en master 2, les étudiant·e·s en formation initiale et continue partent une fois en laboratoire de recherche et une fois en entreprise lors de deux stages longs de quatre mois environ (seize semaines minimum en M1 et dix-huit semaines en M2). Pour favoriser le lien recherche-entreprise, la formation est ouverte à l'alternance. Les apprenti·e·s réalisent en première année au moins trente semaines en entreprise et en deuxième année au moins trente-quatre.

Des 3 dernières années universitaires écoulées (M1 en 2021/2022, M1 et M2 en 2022/2023) ; un premier bilan peut être fait concernant les stages, l'alternance et les premières embauches.

### Les stages

* 70% des étudiant·es ont réalisé leur stage dans un laboratoire de recherche, 16% en entreprise et dans un autre type de structure,

* les sujets traités représentent la pluridisciplinarité du master (Fig. 4),

* 77% des étudiant·es ont réalisé leur stage en France, 14% à l'étranger et 9% dans les territoires d'Outre-Mer.

<figure><img src="image_286.png" /><figcaption>Fig. 4 : Diversité des thèmes traités en stage par les étudiant·e·s</figcaption></figure>

### L'alternance

Sur les trois rentrées de master 1, on compte 12 alternant·es dans des structures diverses : ONF, réseau des FIBOIS, CERIBOIS, WOODOO, Tonnelerie TARANSAUD, SWISSCHRONO, FCBA, CARAYON, BE BCE.

### Les premières embauches

Dès la fin des stages, la moitié des étudiant·es de la promotion de M2 sortante a trouvé un emploi :

* 4 contrats doctoraux,

* 4 activités salariés dans la filière forêt-bois (association, EPIC ou entreprise)

* 1 création d'entreprise
## La professionnalisation des étudiant·e·s et le lien entre les laboratoires de recherche et le monde industriel

Une attention forte est portée au projet personnel et professionnel de chaque étudiant·e, cela fait l'objet d'une Unité d'Enseignement en master 1. En master 1 et en master 2, les étudiant·e·s en formation initiale et continue partent une fois en laboratoire de recherche et une fois en entreprise lors de deux stages longs de quatre mois environ (seize semaines minimum en M1 et dix-huit semaines en M2). Pour favoriser le lien recherche-entreprise, la formation est ouverte à l'alternance. Les apprenti·e·s réalisent en première année au moins trente semaines en entreprise et en deuxième année au moins trente-quatre.

Des 3 dernières années universitaires écoulées (M1 en 2021/2022, M1 et M2 en 2022/2023) ; un premier bilan peut être fait concernant les stages, l'alternance et les premières embauches.

### Les stages

* 70% des étudiant·es ont réalisé leur stage dans un laboratoire de recherche, 16% en entreprise et dans un autre type de structure,

* les sujets traités représentent la pluridisciplinarité du master (Fig. 4),

* 77% des étudiant·es ont réalisé leur stage en France, 14% à l'étranger et 9% dans les territoires d'Outre-Mer.

<figure><img src="image_284.png" /><figcaption>Fig. 4 : Diversité des thèmes traités en stage par les étudiant·e·s</figcaption></figure>

### L'alternance

Sur les trois rentrées de master 1, on compte 12 alternant·es dans des structures diverses : ONF, réseau des FIBOIS, CERIBOIS, WOODOO, Tonnelerie TARANSAUD, SWISSCHRONO, FCBA, CARAYON, BE BCE.

### Les premières embauches

Dès la fin des stages, la moitié des étudiant·es de la promotion de M2 sortante a trouvé un emploi :

* 4 contrats doctoraux,

* 4 activités salariés dans la filière forêt-bois (association, EPIC ou entreprise)

* 1 création d'entreprise
Il y a eu un abandon d'un étudiant alternant qui a ensuite été embauché par l'entreprise d'alternance et un abandon d'un étudiant en formation initiale.

Ce bon taux d'embauche présage que le master répond aux besoins des acteurs·ices de la filière.

La troisième rentrée en septembre 2023 confirme le caractère exigeant de cette formation (taux de sélection de 18% en 2023), bienveillant (satisfaction des étudiant·es élevée, d'après l'enquête de l'Observatoire de la Transition Pédagogique, 2023) et pertinent au regard d'un réel besoin de la filière forêt-bois (taux d'emploi de 50% à la sortie de stage).

## Remerciements

Le master est soutenu par l'Université de Montpellier, la Faculté des Sciences et le LabEx NUMEV. Le master remercie l'ensemble des personnes de l'équipe pédagogique et l'équipe ressources impliquées dans le master, les quatorze laboratoires qui soutiennent le master, les neuf entreprises mécènes ainsi que celles qui versent leur taxe d'apprentissage au master. Ce soutien permet de mettre en place la pédagogie détaillée précédemment.

## Références

Barbe-Asensio D., Ngoua Ondo A., Bächtold M. (2023) Étude sur la perception des étudiants de différentes pédagogies actives. Observatoire de la Transformation Pédagogique (OTP), rapport 22p.

Coombes L., Bristowe K., Ellis-Smith C., Aworinde J., Fraser L.K., Downing J., Bluebond-Langner M., Chambers L., Murtag F.E.M., Harding R. (2021) Enhancing validity, reliability and participation in self-reported health outcome measurement for children and young people: a systematic review of recall period, response scale format, and administration modality, Quality of Life research, 30:1803-1832

Jebb A.T., Ng V., Tay L. (2021). A review of key likert scale development advances: 1995-2019, Frontiers in Psychologie, 12

Kuhn D. (2021). Problem-based Learning: What Do We Know? A Cambridge University Press 2021 White Paper, preprint.

Mellor D., Moore K.A. (2014). The Use of Likert Scales With Children, Journal of Pediatric Psychology, 39(3):369-379.

Reverdy C. (2013) Des projets pour mieux apprendre ? Dossier de veille de l'IFÉ, 82

Savery J.R. (2006) Overview of Problem-based Learning: Definitions and Distinctions. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 1(1).
Il y a eu un abandon d'un étudiant alternant qui a ensuite été embauché par l'entreprise d'alternance et un abandon d'un étudiant en formation initiale.

Ce bon taux d'embauche présage que le master répond aux besoins des acteurs·ices de la filière.

La troisième rentrée en septembre 2023 confirme le caractère exigeant de cette formation (taux de sélection de 18% en 2023), bienveillant (satisfaction des étudiant·es élevée, d'après l'enquête de l'Observatoire de la Transition Pédagogique, 2023) et pertinent au regard d'un réel besoin de la filière forêt-bois (taux d'emploi de 50% à la sortie de stage).

## Remerciements

Le master est soutenu par l'Université de Montpellier, la Faculté des Sciences et le LabEx NUMEV. Le master remercie l'ensemble des personnes de l'équipe pédagogique et l'équipe ressources impliquées dans le master, les quatorze laboratoires qui soutiennent le master, les neuf entreprises mécènes ainsi que celles qui versent leur taxe d'apprentissage au master. Ce soutien permet de mettre en place la pédagogie détaillée précédemment.

## Références

Barbe-Asensio D., Ngoua Ondo A., Bächtold M. (2023) Étude sur la perception des étudiants de différentes pédagogies actives. Observatoire de la Transformation Pédagogique (OTP), rapport 22p.

Coombes L., Bristowe K., Ellis-Smith C., Aworinde J., Fraser L.K., Downing J., Bluebond-Langner M., Chambers L., Murtag F.E.M., Harding R. (2021) Enhancing validity, reliability and participation in self-reported health outcome measurement for children and young people: a systematic review of recall period, response scale format, and administration modality, Quality of Life research, 30:1803-1832

Jebb A.T., Ng V., Tay L. (2021). A review of key likert scale development advances: 1995-2019, Frontiers in Psychologie, 12

Kuhn D. (2021). Problem-based Learning: What Do We Know? A Cambridge University Press 2021 White Paper, preprint.

Mellor D., Moore K.A. (2014). The Use of Likert Scales With Children, Journal of Pediatric Psychology, 39(3):369-379.

Reverdy C. (2013) Des projets pour mieux apprendre ? Dossier de veille de l'IFÉ, 82

Savery J.R. (2006) Overview of Problem-based Learning: Definitions and Distinctions. Interdisciplinary Journal of Problem-Based Learning, 1(1).
# Variabilité du δ13C le long du rayon de bois tropicaux de la région amazonienne brésilienne

<u>SOUZA-SILVA Isabela Maria</u>¹,², ARAÚJO Maria Gabriella¹, BATISTA Ana Claudia¹, MARTINELLI Luiz Antonio¹.

¹ Centre d'Énergie Nucléaire dans l'Agriculture - Université de São Paulo- Brésil

²Laboratoire d'accueil : SilvaTech INRAE-Nancy

isabela_souza@usp.br

**Mots clefs** : analyse isotopique ; traçabilité du bois ; exploitation illégale ; déforestation.

## Contexte et objectifs

La forêt tropicale amazonienne, connue pour sa grande biodiversité, joue un rôle essentiel dans le climat mondial en fournissant divers services environnementaux tels que la régulation de l'humidité de l'air par évapotranspiration et recyclage de l'eau, et ce de la côte atlantique aux Andes (Salati et al. 1979). En raison de son importance environnementale élevée, la destruction de la forêt est devenue un sujet de débat national et international, car le remplacement de la forêt par des activités agropecuaires se produit rapidement, de manière incontrôlée et souvent illégale, en raison de la facilité de la saisie des terres (Nepstad et al/ 2014, Matricardi et al. 2020, Ferrante et al. 2021, Silva Junior et al. 2021).

Une étude menée par Valdiones et al. (2022) publiée par le réseau SIMEX, a révélé que, entre août 2020 et juillet 2021, environ 40 % du bois exploité dans la région amazonienne a été extrait de manière illégale, principalement sur des propriétés privées (72 %), suivies par les terres autochtones et les zones de conservation (totalisant 15 %).

Les données obtenues par Brancalion et al. (2018) sur l'Amazonie orientale révèlent la fraude et la corruption dans le secteur forestier de la région, mettant en lumière une surestimation du volume de bois dans les permis d'exploitation forestière et un taux moyen d'"erreur" de 45 % dans l'identification des espèces. Environ treize espèces différentes ont été confondues avec des arbres d'ipê (Handroanthus), un bois très prisé sur le marché international.

Dans ce contexte, la réduction effective du commerce de bois illégal se présente comme un défi d'une grande ampleur. Il devient donc essentiel d'établir un système de certification qui intègre des méthodes scientifiques rigoureuses de traçabilité et d'identification précise des espèces forestières exploitées. Ces caractéristiques doivent constituer des exigences obligatoires dans toute proposition de système de certification, dans le but de garantir l'authenticité et la légalité du bois commercialisé (Brancalion et al. 2018).

En considérant la variation des isotopes en réponse aux processus biogéochimiques et physiques, reflétant l'environnement dans lequel ils sont présents, l'utilisation des isotopes peut devenir un outil solide et applicable dans la lutte contre l'exploitation illégale du bois (Deleens et al. 1993, Fry 2006, Costa et al. 2019). Pour comprendre la dynamique de la signature isotopique du bois et son potentiel en matière de traçabilité, il est essentiel de prendre en compte certains points cruiaux. Cela inclut la variation entre les cernes de croissance (inter-radial), les variations entre les arbres dans une même localité (intra-local, ces dernières pouvant être influencées par des facteurs tels que les conditions spécifiques du sol) et la variation entre différentes localités géographiques (inter-local). Celle-ci constitue une autre source
# Variabilité du δ13C le long du rayon de bois tropicaux de la région amazonienne brésilienne

<u>SOUZA-SILVA Isabela Maria</u>¹,², ARAÚJO Maria Gabriella¹, BATISTA Ana Claudia¹, MARTINELLI Luiz Antonio¹.

¹ Centre d'Énergie Nucléaire dans l'Agriculture - Université de São Paulo- Brésil

²Laboratoire d'accueil : SilvaTech INRAE-Nancy

isabela_souza@usp.br

**Mots clefs** : analyse isotopique ; traçabilité du bois ; exploitation illégale ; déforestation.

## Contexte et objectifs

La forêt tropicale amazonienne, connue pour sa grande biodiversité, joue un rôle essentiel dans le climat mondial en fournissant divers services environnementaux tels que la régulation de l'humidité de l'air par évapotranspiration et recyclage de l'eau, et ce de la côte atlantique aux Andes (Salati et al. 1979). En raison de son importance environnementale élevée, la destruction de la forêt est devenue un sujet de débat national et international, car le remplacement de la forêt par des activités agropecuaires se produit rapidement, de manière incontrôlée et souvent illégale, en raison de la facilité de la saisie des terres (Nepstad et al/ 2014, Matricardi et al. 2020, Ferrante et al. 2021, Silva Junior et al. 2021).

Une étude menée par Valdiones et al. (2022) publiée par le réseau SIMEX, a révélé que, entre août 2020 et juillet 2021, environ 40 % du bois exploité dans la région amazonienne a été extrait de manière illégale, principalement sur des propriétés privées (72 %), suivies par les terres autochtones et les zones de conservation (totalisant 15 %).

Les données obtenues par Brancalion et al. (2018) sur l'Amazonie orientale révèlent la fraude et la corruption dans le secteur forestier de la région, mettant en lumière une surestimation du volume de bois dans les permis d'exploitation forestière et un taux moyen d'"erreur" de 45 % dans l'identification des espèces. Environ treize espèces différentes ont été confondues avec des arbres d'ipê (Handroanthus), un bois très prisé sur le marché international.

Dans ce contexte, la réduction effective du commerce de bois illégal se présente comme un défi d'une grande ampleur. Il devient donc essentiel d'établir un système de certification qui intègre des méthodes scientifiques rigoureuses de traçabilité et d'identification précise des espèces forestières exploitées. Ces caractéristiques doivent constituer des exigences obligatoires dans toute proposition de système de certification, dans le but de garantir l'authenticité et la légalité du bois commercialisé (Brancalion et al. 2018).

En considérant la variation des isotopes en réponse aux processus biogéochimiques et physiques, reflétant l'environnement dans lequel ils sont présents, l'utilisation des isotopes peut devenir un outil solide et applicable dans la lutte contre l'exploitation illégale du bois (Deleens et al. 1993, Fry 2006, Costa et al. 2019). Pour comprendre la dynamique de la signature isotopique du bois et son potentiel en matière de traçabilité, il est essentiel de prendre en compte certains points cruciaux. Cela inclut la variation entre les cernes de croissance (inter-radial), les variations entre les arbres dans une même localité (intra-local, ces dernières pouvant être influencées par des facteurs tels que les conditions spécifiques du sol) et la variation entre différentes localités géographiques (inter-local). Celle-ci constitue une autre source
significative de variation dans les signatures isotopiques du bois et est souvent liée aux différences climatiques et géologiques propres aux différentes régions.

À la lumière de ces considérations, notre travail se propose d'analyser la variation du rapport isotopique entre le carbone 12 et le carbone 13 aule long du rayon des espèces forestières de valeur commerciale de la région amazonienne brésilienne.

## Matériel et méthode

Environ 50 espèces ont été utilisés, totalisant environ 250 individus forestiers provenant de différentes localités de la région amazonienne brésilienne. Pour permettre les analyses isotopiques du carbone, une tranche transversale de 1,50 cm de largeur sur 2,5 mm d'épaisseur a été prélevée à la base du tronc de chaque individu. Sur chaque tranche, cinq échantillons de 2 cm de longueur ont été prélevés, représentant la moelle, le duramen et l'aubier (Fig. 1). La différence statistique entre les points a été déterminée en utilisant la distance de Cohen (d). Les analyses ont été réalisées sur le logiciel Rstudio.

<figure><img src="image_287.png" /><figcaption>Fig. 1 : Barret du rayon du disque de bois en coupe transversale, montrant la section de la moelle à l'écorce. La tranche mesure 1,50 cm de largeur et 2,5 mm d'épaisseur. Les pièces numérotées de 1 à 5 représentent les échantillons prélevés pour les analyses, avec des dimensions de 1,50 cm de largeur et 2 cm de longueur.</figcaption></figure>

## Résultats et discussion

Parmi tous les individus, la moyenne de δ¹³C était de -28,3 ± 1,5‰, avec une grande variation de 9‰ (minimum de -33,5‰ et maximum de -24,8‰), lors de l'étude de deux espèces forestières de la région amazonienne. Hietz et al (2005) ont montré une valeur de -29,03 ‰ pour l'espèce *Cedrela odorata* et -28,11‰ pour *Swietenia macrophylla*. Comme nos données présentent une forte variation d'espèces dans différentes localités, une grande variation de la signature isotopique était attendue.

Dans le rayon, le schéma émergent ressemble à une forme de cloche, avec δ¹³C devenant moins négatif à 25 (-28.0 ±1.60‰), 50 (-27.9 ±1.47‰) et 75 (-28.2 ±1.37‰) (Fig. 2). Bien que le δ¹³C soit significativement moins négatif à ces points qu'au centre de l'arbre '0' (-28.5 ±1.72‰) et près de l'écorce '100' (-28.8 ±1.22‰), la différence n'est que de 0,9‰. Selon le test de la distance de Cohen (d), la plus grande taille d'effet a été considéré comme faible (d ≤ 0,37), suggérant qu'il n'y a pas de différence statistique entre les moyennes. Ohashi et al (2016), en évaluant la variabilité intra-radiale du δ¹³C chez les espèces forestières tropicales, ont montré une variation inférieure à 1‰ entre les cernes de croissance. Ce dernier point semblerait indiquer qu'il soit possible d'utiliser la moyenne de toutes les valeurs ou d'une valeur spécifique.

## Conclusion

La traçabilité du bois dans la région amazonienne demeure un défi important. Les isotopes de carbone se révèlent prometteurs pour la création d'un outil qui contribue à élucider les crimes liés à l'exploitation illégale. Le fait de n'avoir pas observé une grande variation isotopique entre les différents points le long du rayon rend l'outil plus fiable. Par conséquent, bien que de nombreux défis persistent, l'analyse des isotopes reste un outil essentiel pour la traçabilité du bois, fournissant des informations crucales sur l'origine et les caractéristiques des arbres.
significative de variation dans les signatures isotopiques du bois et est souvent liée aux différences climatiques et géologiques propres aux différentes régions.

À la lumière de ces considérations, notre travail se propose d'analyser la variation du rapport isotopique entre le carbone 12 et le carbone 13 aule long du rayon des espèces forestières de valeur commerciale de la région amazonienne brésilienne.

## Matériel et méthode

Environ 50 espèces ont été utilisés, totalisant environ 250 individus forestiers provenant de différentes localités de la région amazonienne brésilienne. Pour permettre les analyses isotopiques du carbone, une tranche transversale de 1,50 cm de largeur sur 2,5 mm d'épaisseur a été prélevée à la base du tronc de chaque individu. Sur chaque tranche, cinq échantillons de 2 cm de longueur ont été prélevés, représentant la moelle, le duramen et l'aubier (Fig. 1). La différence statistique entre les points a été déterminée en utilisant la distance de Cohen (d). Les analyses ont été réalisées sur le logiciel Rstudio.

<figure><img src="image_285.png" /><figcaption>Fig. 1 : Barret du rayon du disque de bois en coupe transversale, montrant la section de la moelle à l'écorce. La tranche mesure 1,50 cm de largeur et 2,5 mm d'épaisseur. Les pièces numérotées de 1 à 5 représentent les échantillons prélevés pour les analyses, avec des dimensions de 1,50 cm de largeur et 2 cm de longueur.</figcaption></figure>

## Résultats et discussion

Parmi tous les individus, la moyenne de δ¹³C était de -28,3 ± 1,5‰, avec une grande variation de 9‰ (minimum de -33,5‰ et maximum de -24,8‰), lors de l'étude de deux espèces forestières de la région amazonienne. Hietz et al (2005) ont montré une valeur de -29,03 ‰ pour l'espèce *Cedrela odorata* et -28,11‰ pour *Swietenia macrophylla*. Comme nos données présentent une forte variation d'espèces dans différentes localités, une grande variation de la signature isotopique était attendue.

Dans le rayon, le schéma émergent ressemble à une forme de cloche, avec δ¹³C devenant moins négatif à 25 (-28.0 ±1.60‰), 50 (-27.9 ±1.47‰) et 75 (-28.2 ±1.37‰) (Fig. 2). Bien que le δ¹³C soit significativement moins négatif à ces points qu'au centre de l'arbre '0' (-28.5 ±1.72‰) et près de l'écorce '100' (-28.8 ±1.22‰), la différence n'est que de 0,9‰. Selon le test de la distance de Cohen (d), la plus grande taille d'effet a été considéré comme faible (d ≤ 0,37), suggérant qu'il n'y a pas de différence statistique entre les moyennes. Ohashi et al (2016), en évaluant la variabilité intra-radiale du δ¹³C chez les espèces forestières tropicales, ont montré une variation inférieure à 1‰ entre les cernes de croissance. Ce dernier point semblerait indiquer qu'il soit possible d'utiliser la moyenne de toutes les valeurs ou d'une valeur spécifique.

## Conclusion

La traçabilité du bois dans la région amazonienne demeure un défi important. Les isotopes de carbone se révèlent prometteurs pour la création d'un outil qui contribue à élucider les crimes liés à l'exploitation illégale. Le fait de n'avoir pas observé une grande variation isotopique entre les différents points le long du rayon rend l'outil plus fiable. Par conséquent, bien que de nombreux défis persistent, l'analyse des isotopes reste un outil essentiel pour la traçabilité du bois, fournissant des informations crucales sur l'origine et les caractéristiques des arbres.
<figure><img src="image_288.png" /><figcaption>Fig. 2 : Variation moyenne radiale de δ13C dans le bois regroupant les valeurs par spécimens et sites. Les barres verticales rouges indiquent les intervalles de confiance à 95 %.</figcaption></figure>

Références

Brancalion PHS, Almeida DRA, Vidal E, Molin PG, Sontag VE, Souza SEXF, Schulze MD (2018) Fake legal logging in the Brazil Amazon. Applied Ecology, 4 (8): 1-7.
https://doi.org/10.1126/sciadv.aat1192.

Costa FJV, Sena-Souza JP, Nardoto GB (2019) Determinação da origem geográfica de vestígios utilizando isótopos estáveis: base científica e potencial de uso no Brasil. Revista Brasileira de Ciências Policiais, 10 (1): 15-54.

Ferrante L, Andrade MBT, Fearnside PM (2021) Land grabbing on Brazil's Highway BR-319 as a spearhead for Amazonian deforestation. Land Use Policy, 108, 105559.
https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2021.105559.

Fry B (2006). Stable Isotope Ecology. Springer, v. XII. New York.

Hietz P, Wanek W, Dünisch O (2005) Long-term trends in cellulose δ13 C and water-use efficiency of tropical Cedrela and Swietenia from Brazil. Tree Physiology, 25: 745-752.

Matricardi EAT, Skole DL, Costa OB, Pedlowski, MA, Samek JH, Miguel EP (2020) Long-term forest degradation surpasses deforestation in the Brazilian Amazon. Science, 369: 1378-1382.
https://doi.org/10.1126/science.abb3021.

Ohashi S, Durgante F M, Kagawa A, KajimonoT, Trumbore S E, Xiaomei X, Ishizuka M, Higuchi N (2016). Seasonal variations in the stable oxygen isotope ratio of wood cellulose reveal annual rings of trees in a Central Amazon terra firme forest. Oecologia, 180: 685-696.
https://doi.org/10.1007/s00442-015-3509-x

Salati E, Dall'Olio A, Matsui E, Gat J (1979). Recycling of water in the Amazon basin: an isotope study. Water Resour. Res., 15 (5): 1250-1258. https://doi.org/10.1029/WR015i005p01250.

Valdiones A P, Vianna A, Cardoso dos Santos B D, Damasceno C, Souza Jr. C, Cardoso D, Costa JN, Batista L A S, Lentini M, ; Andrade M, Pacheco B, Carvalho T, Silgueiro V F(2022)
Sistema de Monitoramento da Exploração Madeireira (Simex): Mapeamento da exploração madeireira na Amazônia –août 2020 à juillet 2021.
<figure><img src="image_286.png" /><figcaption>Fig. 2 : Variation moyenne radiale de δ13C dans le bois regroupant les valeurs par spécimens et sites. Les barres verticales rouges indiquent les intervalles de confiance à 95 %.</figcaption></figure>

Références

Brancalion PHS, Almeida DRA, Vidal E, Molin PG, Sontag VE, Souza SEXF, Schulze MD (2018) Fake legal logging in the Brazil Amazon. Applied Ecology, 4 (8): 1-7.
https://doi.org/10.1126/sciadv.aat1192.

Costa FJV, Sena-Souza JP, Nardoto GB (2019) Determinação da origem geográfica de vestígios utilizando isótopos estáveis: base científica e potencial de uso no Brasil. Revista Brasileira de Ciências Policiais, 10 (1): 15-54.

Ferrante L, Andrade MBT, Fearnside PM (2021) Land grabbing on Brazil's Highway BR-319 as a spearhead for Amazonian deforestation. Land Use Policy, 108, 105559.
https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2021.105559.

Fry B (2006). Stable Isotope Ecology. Springer, v. XII. New York.

Hietz P, Wanek W, Dünisch O (2005) Long-term trends in cellulose δ13 C and water-use efficiency of tropical Cedrela and Swietenia from Brazil. Tree Physiology, 25: 745-752.

Matricardi EAT, Skole DL, Costa OB, Pedlowski, MA, Samek JH, Miguel EP (2020) Long-term forest degradation surpasses deforestation in the Brazilian Amazon. Science, 369: 1378-1382.
https://doi.org/10.1126/science.abb3021.

Ohashi S, Durgante F M, Kagawa A, KajimonoT, Trumbore S E, Xiaomei X, Ishizuka M, Higuchi N (2016). Seasonal variations in the stable oxygen isotope ratio of wood cellulose reveal annual rings of trees in a Central Amazon terra firme forest. Oecologia, 180: 685-696.
https://doi.org/10.1007/s00442-015-3509-x

Salati E, Dall'Olio A, Matsui E, Gat J (1979). Recycling of water in the Amazon basin: an isotope study. Water Resour. Res., 15 (5): 1250-1258. https://doi.org/10.1029/WR015i005p01250.

Valdiones A P, Vianna A, Cardoso dos Santos B D, Damasceno C, Souza Jr. C, Cardoso D, Costa JN, Batista L A S, Lentini M, ; Andrade M, Pacheco B, Carvalho T, Silgueiro V F(2022)
Sistema de Monitoramento da Exploração Madeireira (Simex): Mapeamento da exploração madeireira na Amazônia –août 2020 à juillet 2021.
# Qualification in-situ de la teneur en eau des structures bois via une approche électrique résistive

HAFSA Wael<fnref n="1" />, ANGELLIER Nicolas<fnref n="2" />, TAKARLI Mokhfi<fnref n="2" />, POP Ion Octavian<fnref n="2" />

**Mots clefs** : CSI ; CND ; méthode inverse ; résistivité électrique ; teneur en eau

## Contexte et objectifs

Face à la demande des maîtres d'ouvrage en techniques de contrôle non destructif (CND) permettant d'établir un diagnostic optimal et fiable de l'état des structures en bois, ce papier décrit une approche électrique basée sur la mesure de la résistivité électrique permettant de qualifier la teneur en eau de ces structures. Simple d'utilisation et relativement peu coûteuse, cette technique présente toutefois quelques verrous liés à la possibilité de réaliser un Contrôle de Santé Intégré (CSI) ou Structural Health Monitoring (SHM) en anglais. Des facteurs expérimentaux, autres que les paramètres explicatifs liés au matériau bois, influencent d'une manière considérable la mesure de la résistance électrique du bois en injectant un courant continu. Des essais préliminaires montrent des difficultés liées aux hautes résistivités, aux grandes lignes de courant et aux problèmes de contact entre les sondes et le matériau bois. Au regard de ces observations, ce papier présente les résultats des travaux effectués pour évaluer certains de ces facteurs expérimentaux, et décrit une analyse bibliographique et une stratégie expérimentale permettant respectivement de calibrer les données mesurées et de développer la tête de mesure. Les performances de cette technique, mixant mesures résistives et inversion numérique, ont été évaluées sur une poutre in-situ.

## Type et classification des données bibliographiques : modélisation statistique

Nous présentons une approche statistique qui traite les données de résistance électrique trouvées dans la littérature afin d'identifier les différents paramètres qui affectent la mesure. L'étude bibliographique concerne 82 résineux et 27 feuillus. Les mesures des résistances sont répertoriées selon l'essence du bois, sa famille, son origine géographique, son état thermohydrique et la direction d'injection du courant par rapport à l'alignement des fibres (L, R et T). Les mesures collectées et représentées sur la Fig. 1 ont été réalisées sur du bois vert, des éléments en bois in-situ ou conditionnés et contrôlés en laboratoire.

Les données couvrent une large gamme de teneurs en eau allant de 2 jusqu'à 260% qui correspondent respectivement à des résistances électriques de 1.14E+14 à 231 Ω avec une lacune de données en dessous de 7%. Cette limite correspond à la limite inférieure définie par la norme EN 13183-2 (2002) décrivant le mode opératoire des humidimètres basés sur la mesure de la résistance électrique. En-dessous du point de saturation des fibres (environ 30%), une relation log-linéaire existe entre la résistance et la teneur en eau. Entre 7 et 30 % et à une température constante, Stamm (1927) a montré que la relation entre le logarithme de la teneur en eau (w) et le logarithme de la résistance (R) est une relation linéaire qui s'écrit selon (1) où $k_w$ et $C_1$ sont deux constantes matériau :

$$ \ln R = k_w \ln w + C_1 \quad (1) $$

<footnote n="1">¹ Aix-Marseille Université, CNRS, IUSTI UMR 7343, Marseille, 13453, France</footnote>

<footnote n="2">² Univ. Limoges, GC2D, EA 3178, F-19300 Egletons, France
wael.hafsa@univ-amu.fr</footnote>
# Qualification in-situ de la teneur en eau des structures bois via une approche électrique résistive

HAFSA Wael<fnref n="1" />, ANGELLIER Nicolas<fnref n="2" />, TAKARLI Mokhfi<fnref n="2" />, POP Ion Octavian<fnref n="2" />

**Mots clefs** : CSI ; CND ; méthode inverse ; résistivité électrique ; teneur en eau

## Contexte et objectifs

Face à la demande des maîtres d'ouvrage en techniques de contrôle non destructif (CND) permettant d'établir un diagnostic optimal et fiable de l'état des structures en bois, ce papier décrit une approche électrique basée sur la mesure de la résistivité électrique permettant de qualifier la teneur en eau de ces structures. Simple d'utilisation et relativement peu coûteuse, cette technique présente toutefois quelques verrous liés à la possibilité de réaliser un Contrôle de Santé Intégré (CSI) ou Structural Health Monitoring (SHM) en anglais. Des facteurs expérimentaux, autres que les paramètres explicatifs liés au matériau bois, influencent d'une manière considérable la mesure de la résistance électrique du bois en injectant un courant continu. Des essais préliminaires montrent des difficultés liées aux hautes résistivités, aux grandes lignes de courant et aux problèmes de contact entre les sondes et le matériau bois. Au regard de ces observations, ce papier présente les résultats des travaux effectués pour évaluer certains de ces facteurs expérimentaux, et décrit une analyse bibliographique et une stratégie expérimentale permettant respectivement de calibrer les données mesurées et de développer la tête de mesure. Les performances de cette technique, mixant mesures résistives et inversion numérique, ont été évaluées sur une poutre in-situ.

## Type et classification des données bibliographiques : modélisation statistique

Nous présentons une approche statistique qui traite les données de résistance électrique trouvées dans la littérature afin d'identifier les différents paramètres qui affectent la mesure. L'étude bibliographique concerne 82 résineux et 27 feuillus. Les mesures des résistances sont répertoriées selon l'essence du bois, sa famille, son origine géographique, son état thermohydrique et la direction d'injection du courant par rapport à l'alignement des fibres (L, R et T). Les mesures collectées et représentées sur la Fig. 1 ont été réalisées sur du bois vert, des éléments en bois in-situ ou conditionnés et contrôlés en laboratoire.

Les données couvrent une large gamme de teneurs en eau allant de 2 jusqu'à 260% qui correspondent respectivement à des résistances électriques de 1.14E+14 à 231 Ω avec une lacune de données en dessous de 7%. Cette limite correspond à la limite inférieure définie par la norme EN 13183-2 (2002) décrivant le mode opératoire des humidimètres basés sur la mesure de la résistance électrique. En-dessous du point de saturation des fibres (environ 30%), une relation log-linéaire existe entre la résistance et la teneur en eau. Entre 7 et 30 % et à une température constante, Stamm (1927) a montré que la relation entre le logarithme de la teneur en eau (w) et le logarithme de la résistance (R) est une relation linéaire qui s'écrit selon (1) où $k_w$ et $C_1$ sont deux constantes matériau :

$$ \ln R = k_w \ln w + C_1 \quad (1) $$

<footnote n="1">¹ Aix-Marseille Université, CNRS, IUSTI UMR 7343, Marseille, 13453, France</footnote>

<footnote n="2">² Univ. Limoges, GC2D, EA 3178, F-19300 Egletons, France
wael.hafsa@univ-amu.fr</footnote>
<figure><img src="image_289.png" /><figcaption>Fig. 1 : Données bibliographiques des essais expérimentaux de la résistance électrique en fonction de la teneur en eau du bois</figcaption></figure>

Afin de modéliser les données bibliographiques et d'évaluer la dispersion des mesures de résistances pour chaque teneur en eau, nous proposons une approche probabiliste. Cette analyse est réalisée dans le but d'identifier le poids des paramètres qui conditionnent la mesure. Pour chaque valeur de teneur en eau, nous supposons que la résistance électrique est une variable aléatoire discrète qui suit une loi de probabilité quelconque caractérisée par des paramètres inconnus. Pour calculer les meilleures estimations des paramètres du modèle à partir de données observées, nous testons plusieurs lois (Normale, Weibull et Gamma) et nous employons la technique du maximum de vraisemblance permettant de mesurer l'adéquation entre la distribution des résistances observées et la loi de probabilité utilisée. Notre choix porte sur la loi Normale qui se caractérise par une symétrie, une nette tendance centrale et une flexibilité pour modéliser des observations issues de plusieurs évènements aléatoires indépendants. Ceci est tout à fait en cohérence avec la mesure de la résistance électrique qui se caractérise par plusieurs paramètres explicatifs expérimentaux (Vermaas, 1975). La Fig. 2a montre les résultats pour des teneurs en eau dans le domaine hygroscopique.

<figure><img src="image_290.png" /><figcaption>Fig. 2 : a) Fonctions de densité pour les données bibliographiques de résistance électrique : b) Evolution de l'espérance de la loi normale dans le domaine hygroscopique</figcaption></figure>

Les résultats montrent que la dispersion des mesures de résistance diminue lorsque la teneur en eau augmente. Cela est dû aux faibles valeurs de résistances facilitant la circulation du courant électrique et améliorant la qualité de la mesure. De plus, l'influence de certains paramètres (tels que la densité ou l'orthotropie du matériau) sur les mesures de résistances est moins significative à des taux d'humidité élevés. L'espérance de la résistance estimée (notée μ) pour les différentes teneurs en eau dans le domaine hygroscopique, est présentée dans la Fig. 2b. La log-linéarité est bien vérifiée jusqu'à 25 %. Au-delà, la perte de cette linéarité peut être expliquée par le fait que certaines essences ont atteint le PSF. Sur la partie linéaire, les deux constantes de l'équation (1) ont été identifiées avec $C_1 = 1.63$ et $k_w = -8.32$.
<figure><img src="image_287.png" /><figcaption>Fig. 1 : Données bibliographiques des essais expérimentaux de la résistance électrique en fonction de la teneur en eau du bois</figcaption></figure>

Afin de modéliser les données bibliographiques et d'évaluer la dispersion des mesures de résistances pour chaque teneur en eau, nous proposons une approche probabiliste. Cette analyse est réalisée dans le but d'identifier le poids des paramètres qui conditionnent la mesure. Pour chaque valeur de teneur en eau, nous supposons que la résistance électrique est une variable aléatoire discrète qui suit une loi de probabilité quelconque caractérisée par des paramètres inconnus. Pour calculer les meilleures estimations des paramètres du modèle à partir de données observées, nous testons plusieurs lois (Normale, Weibull et Gamma) et nous employons la technique du maximum de vraisemblance permettant de mesurer l'adéquation entre la distribution des résistances observées et la loi de probabilité utilisée. Notre choix porte sur la loi Normale qui se caractérise par une symétrie, une nette tendance centrale et une flexibilité pour modéliser des observations issues de plusieurs évènements aléatoires indépendants. Ceci est tout à fait en cohérence avec la mesure de la résistance électrique qui se caractérise par plusieurs paramètres explicatifs expérimentaux (Vermaas, 1975). La Fig. 2a montre les résultats pour des teneurs en eau dans le domaine hygroscopique.

<figure><img src="image_288.png" /><figcaption>Fig. 2 : a) Fonctions de densité pour les données bibliographiques de résistance électrique : b) Evolution de l'espérance de la loi normale dans le domaine hygroscopique</figcaption></figure>

Les résultats montrent que la dispersion des mesures de résistance diminue lorsque la teneur en eau augmente. Cela est dû aux faibles valeurs de résistances facilitant la circulation du courant électrique et améliorant la qualité de la mesure. De plus, l'influence de certains paramètres (tels que la densité ou l'orthotropie du matériau) sur les mesures de résistances est moins significative à des taux d'humidité élevés. L'espérance de la résistance estimée (notée μ) pour les différentes teneurs en eau dans le domaine hygroscopique, est présentée dans la Fig. 2b. La log-linéarité est bien vérifiée jusqu'à 25 %. Au-delà, la perte de cette linéarité peut être expliquée par le fait que certaines essences ont atteint le PSF. Sur la partie linéaire, les deux constantes de l'équation (1) ont été identifiées avec $C_1 = 1.63$ et $k_w = -8.32$.
## Etude paramétrique : résistivité homogène et relation avec la teneur en eau

Nous nous intéressons à l'échelle laboratoire où nous utilisons des échantillons homogènes en teneur en eau afin d'identifier l'effet de certains paramètres explicatifs. L'étude paramétrique est réalisée en utilisant 23 échantillons en Douglas-fir cubiques de dimensions 50x50x50 mm³ usinés selon les directions d'orthotropie et conditionnés à 4 niveaux de teneurs en eau (Fig. 3).

<figure><img src="image_291.png" /><figcaption>Fig. 3 : Eléments en bois testés et protocole expérimental à l'échelle laboratoire</figcaption></figure>

Ces dimensions spécifiques sont un compromis permettant d'installer 4 électrodes espacées de 10 mm. Ce choix de géométrie ne remettra pas en cause l'application de la méthode proposée à un élément de structure. De plus, afin de minimiser la variabilité entre les échantillons, ils sont extraits de la même planche. Chaque ensemble d'échantillons correspondant à un niveau de teneur en eau, est placé dans la chambre climatique. Les mesures sont effectuées sur les 3 directions d'injection L, R, T, et ce, à 5 niveaux de températures différentes 5, 15, 25, 35 et 45°C. Chaque échantillon est recouvert par un parafilm afin de conserver sa teneur en eau ce qui est vérifié par des pesées effectuées avant et après l'expérience. Trois configurations d'électrodes (α, β et γ) sont également testées.

L'approche numérique consiste à développer un modèle direct en prenant en compte la géométrie réelle des électrodes (des cylindres parfaitement conducteurs) et des volumes étudiés. Un modèle isotrope est considéré, cette hypothèse étant une première approche simplifiée pour des échantillons de petites dimensions avec une homogénéité en termes de distribution de la teneur en eau. Cette approche numérique (Fig. 4) repose donc sur deux étapes principales : (i) la modélisation par éléments finis (MEF), et (ii) l'injection électrique s'appuyant sur l'analogie thermique-électrique.

<figure><img src="image_292.png" /><figcaption>Fig. 4 : Injection électrique et multiplexage pour les configurations β, γ et α ($ρ = 1000 Ω.m$)</figcaption></figure>

Afin de remonter aux valeurs des résistivités, les résultats de résistances sont multipliés par le facteur géométrique déterminé numériquement et correspondant à chaque configuration. Les résultats sont présentés dans la Fig. 5. Afin de présenter un modèle empirique (Carll et TenWolde, 1996) sur la base de ces mesures, une loi de passage est établie, définie pour une gamme de teneurs en eau entre 7 et 30 % et calibrée en fonction de la température comme suit :
# Etude paramétrique : résistivité homogène et relation avec la teneur en eau

Nous nous intéressons à l'échelle laboratoire où nous utilisons des échantillons homogènes en teneur en eau afin d'identifier l'effet de certains paramètres explicatifs. L'étude paramétrique est réalisée en utilisant 23 échantillons en Douglas-fir cubiques de dimensions 50x50x50 mm³ usinés selon les directions d'orthotropie et conditionnés à 4 niveaux de teneurs en eau (Fig. 3).

<figure><img src="image_289.png" /><figcaption>Fig. 3 : Eléments en bois testés et protocole expérimental à l'échelle laboratoire</figcaption></figure>

Ces dimensions spécifiques sont un compromis permettant d'installer 4 électrodes espacées de 10 mm. Ce choix de géométrie ne remettra pas en cause l'application de la méthode proposée à un élément de structure. De plus, afin de minimiser la variabilité entre les échantillons, ils sont extraits de la même planche. Chaque ensemble d'échantillons correspondant à un niveau de teneur en eau, est placé dans la chambre climatique. Les mesures sont effectuées sur les 3 directions d'injection L, R, T, et ce, à 5 niveaux de températures différentes 5, 15, 25, 35 et 45°C. Chaque échantillon est recouvert par un parafilm afin de conserver sa teneur en eau ce qui est vérifié par des pesées effectuées avant et après l'expérience. Trois configurations d'électrodes (α, β et γ) sont également testées.

L'approche numérique consiste à développer un modèle direct en prenant en compte la géométrie réelle des électrodes (des cylindres parfaitement conducteurs) et des volumes étudiés. Un modèle isotrope est considéré, cette hypothèse étant une première approche simplifiée pour des échantillons de petites dimensions avec une homogénéité en termes de distribution de la teneur en eau. Cette approche numérique (Fig. 4) repose donc sur deux étapes principales : (i) la modélisation par éléments finis (MEF), et (ii) l'injection électrique s'appuyant sur l'analogie thermique-électrique.

<figure><img src="image_290.png" /><figcaption>Fig. 4 : Injection électrique et multiplexage pour les configurations β, γ et α ($ρ = 1000 Ω.m$)</figcaption></figure>

Afin de remonter aux valeurs des résistivités, les résultats de résistances sont multipliés par le facteur géométrique déterminé numériquement et correspondant à chaque configuration. Les résultats sont présentés dans la Fig. 5. Afin de présenter un modèle empirique (Carll et TenWolde, 1996) sur la base de ces mesures, une loi de passage est établie, définie pour une gamme de teneurs en eau entre 7 et 30 % et calibrée en fonction de la température comme suit :
$$ \ln w = -1.66 \cdot 10^{-1} \ln \rho - 5.83 \cdot 10^{-3} T + 2.14 \cdot 10^{-1} \quad (2) $$

<figure><img src="image_293.png" /><figcaption>Fig. 5 : Résistivité ($\rho$) en fonction de la teneur en eau ($w$) à différentes températures</figcaption></figure>

## Stratégie pour l'état hydrique in-situ à l'échelle structurale

Dans les structures en bois, nous rencontrons des assemblages mixtes bois-métal. La présence d'un taux d'humidité élevé au niveau de cette zone représente un facteur aggravant qui affecte leur performance. Le retrait gonflement peut également entrainer des fissurations. Par conséquent, la connaissance du taux d'humidité représente un intérêt pour éviter ces désordres. L'étude expérimentale est réalisée sur un poteau intermédiaire « face avant » en Douglas-fir de section 230x310 mm², soutenant une charpente en bois (Fig. 6).

<figure><img src="image_294.png" /><figcaption>Fig. 6 : Zone d'étude in-situ et station météo</figcaption></figure>

La structure est en classe de service 2 (CS2) avec une teneur en eau variant entre 12 et 20 %. Un suivi des conditions climatiques est assuré pendant un mois via une station météo installée au voisinage de la zone étudiée. En utilisant un résitivimètre Syscal Junior, quatre mesures sont réalisées à 1, 7, 14 et 28 jours. La solution proposée repose sur l'utilisation des 4 organes d'assemblage (diamètre 18 mm) comme électrodes, en installant des pinces crocodiles pour l'injection du courant et la mesure de la tension. Les électrodes sont espacées de 10 cm horizontalement et de 20 cm verticalement. Grâce au multiplexage, 16 combinaisons d'électrodes basées sur le dispositif dipôle-dipôle (DD) équatorial sont testées. Ces combinaisons sont classées en deux catégories en fonction de la distance (d) qui sépare les électrodes d'injection : 8 combinaisons avec $d = 10$ cm ; 8 combinaisons avec $d = 20$ cm.

La Fig. 7a présente les variations de l'humidité relative (HR) et de la température (T) collectées pendant le mois d'étude. Une première analyse de ces données permet de distinguer deux périodes climatiques : une avec HR et T variables et une autre avec HR élevée et T faible. Durant ce mois, nous observons une variation importante de la température entre 0.4 et 28.4 °C avec une température moyenne de 11°C. Nous remarquons aussi que HR varie entre 21.4 et 96 % avec une moyenne de 77%. La Fig. 7b présente la répartition des mesures de HR tout au long de la période d'étude et montre que 76 % des valeurs sont supérieures à 70 %.
$$ \ln w = -1.66 \cdot 10^{-1} \ln \rho - 5.83 \cdot 10^{-3} T + 2.14 \cdot 10^{-1} \quad (2) $$

<figure><img src="image_291.png" /><figcaption>Fig. 5 : Résistivité ($\rho$) en fonction de la teneur en eau ($w$) à différentes températures</figcaption></figure>

## Stratégie pour l'état hydrique in-situ à l'échelle structurale

Dans les structures en bois, nous rencontrons des assemblages mixtes bois-métal. La présence d'un taux d'humidité élevé au niveau de cette zone représente un facteur aggravant qui affecte leur performance. Le retrait gonflement peut également entrainer des fissurations. Par conséquent, la connaissance du taux d'humidité représente un intérêt pour éviter ces désordres. L'étude expérimentale est réalisée sur un poteau intermédiaire « face avant » en Douglas-fir de section 230x310 mm², soutenant une charpente en bois (Fig. 6).

<figure><img src="image_292.png" /><figcaption>Fig. 6 : Zone d'étude in-situ et station météo</figcaption></figure>

La structure est en classe de service 2 (CS2) avec une teneur en eau variant entre 12 et 20 %. Un suivi des conditions climatiques est assuré pendant un mois via une station météo installée au voisinage de la zone étudiée. En utilisant un résitivimètre Syscal Junior, quatre mesures sont réalisées à 1, 7, 14 et 28 jours. La solution proposée repose sur l'utilisation des 4 organes d'assemblage (diamètre 18 mm) comme électrodes, en installant des pinces crocodiles pour l'injection du courant et la mesure de la tension. Les électrodes sont espacées de 10 cm horizontalement et de 20 cm verticalement. Grâce au multiplexage, 16 combinaisons d'électrodes basées sur le dispositif dipôle-dipôle (DD) équatorial sont testées. Ces combinaisons sont classées en deux catégories en fonction de la distance (d) qui sépare les électrodes d'injection : 8 combinaisons avec $d = 10$ cm ; 8 combinaisons avec $d = 20$ cm.

La Fig. 7a présente les variations de l'humidité relative (HR) et de la température (T) collectées pendant le mois d'étude. Une première analyse de ces données permet de distinguer deux périodes climatiques : une avec HR et T variables et une autre avec HR élevée et T faible. Durant ce mois, nous observons une variation importante de la température entre 0.4 et 28.4 °C avec une température moyenne de 11°C. Nous remarquons aussi que HR varie entre 21.4 et 96 % avec une moyenne de 77%. La Fig. 7b présente la répartition des mesures de HR tout au long de la période d'étude et montre que 76 % des valeurs sont supérieures à 70 %.
<figure><img src="image_295.png" /><figcaption>Fig. 7 : a) Suivi des conditions thermohydriques ; b) Répartition des données HR</figcaption></figure>

Un modèle numérique reproduisant la configuration expérimentale est développé en tenant compte de la géométrie des électrodes et du volume du poteau (Fig. 8a). Nous développons deux maillages distincts : un premier qui définit la discrétisation des électrodes et un deuxième qui caractérise le volume du poteau modélisé par un parallélépipède rectangle de dimensions 930x230x310 mm³. L'injection électrique est simulée en prenant en compte le multiplexage des électrodes dans différentes configurations. En posant comme hypothèse l'homogénéité de la distribution de la teneur en eau dans la zone investiguée, deux facteurs géométriques sont déterminés : $k_{10} = 8.07$ m (configurations où $d=10$ cm) ; et $k_{20} = 0.45$ m (configurations où $d=20$ cm).

<figure><img src="image_296.png" /><figcaption>Fig. 8 : (a) Modèle numérique et multiplexage pour le poteau ($\rho=104 \, \Omega \cdot m$) ; (b) Facteurs géométriques numériques des configurations testées sur le poteau</figcaption></figure>

Après minimisation des écarts entre les résistances expérimentales et numériques, les résultats (Fig. 9) montrent 2 niveaux de mesures cohérents avec les configurations d'électrodes et la capacité du modèle à dissocier ces niveaux liés aux facteurs géométriques évalués numériquement. Cependant, une dispersion des données expérimentales est observée, pouvant être expliqué par l'hétérogénéité du matériau vues les distances entre les électrodes. Pour cela, nous décidons de nous focaliser sur la configuration avec $d = 10$ cm.

Le Tab. 1 résume les résultats de résistivités calculées, leurs écarts types correspondant aux différentes configurations testées, la moyenne de la température obtenue durant 1h avant la prise de la mesure, et la teneur en eau calculée avec l'équation (2). Afin de calibrer les mesures par rapport à la température, nous avons recours aux résultats de l'étude à l'échelle laboratoire.

Les données climatiques moyennes sont utilisées pour déterminer la teneur en eau à l'équilibre selon les courbes d'équilibre hygroscopique du bois utilisées dans l'Eurocode 5 (EN 1995-1-1/NA 2010). Ces conditions correspondent à une teneur en eau moyenne $w_{AFNOR} = 16\%$. Néanmoins, les résultats montrent un niveau supérieur à $w_{AFNOR}$ (sauf dans le cas de la mesure à 14 jours). Les niveaux élevés de teneurs en eau peuvent être également expliqués par la
<figure><img src="image_293.png" /><figcaption>Fig. 7 : a) Suivi des conditions thermohydriques ; b) Répartition des données HR</figcaption></figure>

Un modèle numérique reproduisant la configuration expérimentale est développé en tenant compte de la géométrie des électrodes et du volume du poteau (Fig. 8a). Nous développons deux maillages distincts : un premier qui définit la discrétisation des électrodes et un deuxième qui caractérise le volume du poteau modélisé par un parallélépipède rectangle de dimensions 930x230x310 mm³. L'injection électrique est simulée en prenant en compte le multiplexage des électrodes dans différentes configurations. En posant comme hypothèse l'homogénéité de la distribution de la teneur en eau dans la zone investiguée, deux facteurs géométriques sont déterminés : $k_{10} = 8.07$ m (configurations où $d=10$ cm) ; et $k_{20} = 0.45$ m (configurations où $d=20$ cm).

<figure><img src="image_294.png" /><figcaption>Fig. 8 : (a) Modèle numérique et multiplexage pour le poteau ($\rho=104 \, \Omega \cdot m$) ; (b) Facteurs géométriques numériques des configurations testées sur le poteau</figcaption></figure>

Après minimisation des écarts entre les résistances expérimentales et numériques, les résultats (Fig. 9) montrent 2 niveaux de mesures cohérents avec les configurations d'électrodes et la capacité du modèle à dissocier ces niveaux liés aux facteurs géométriques évalués numériquement. Cependant, une dispersion des données expérimentales est observée, pouvant être expliqué par l'hétérogénéité du matériau vues les distances entre les électrodes. Pour cela, nous décidons de nous focaliser sur la configuration avec $d = 10$ cm.

Le Tab. 1 résume les résultats de résistivités calculées, leurs écarts types correspondant aux différentes configurations testées, la moyenne de la température obtenue durant 1h avant la prise de la mesure, et la teneur en eau calculée avec l'équation (2). Afin de calibrer les mesures par rapport à la température, nous avons recours aux résultats de l'étude à l'échelle laboratoire.

Les données climatiques moyennes sont utilisées pour déterminer la teneur en eau à l'équilibre selon les courbes d'équilibre hygroscopique du bois utilisées dans l'Eurocode 5 (EN 1995-1-1/NA 2010). Ces conditions correspondent à une teneur en eau moyenne $w_{AFNOR} = 16\%$. Néanmoins, les résultats montrent un niveau supérieur à $w_{AFNOR}$ (sauf dans le cas de la mesure à 14 jours). Les niveaux élevés de teneurs en eau peuvent être également expliqués par la
répartition des données HR. Nous observons également une dispersion élevée des écarts types des mesures de teneurs en eau due à la résistivité hétérogène dans le poteau, ce qui montre la limite de l'hypothèse de l'homogénéité de la résistivité dans le cas où les électrodes sont éloignées. Cependant, les résultats sont encourageants montrant l'applicabilité, en termes d'évaluation globale de l'état hydrique.

<figure><img src="image_297.png" /><figcaption>Fig. 9 : Résistances expérimentales et numériques
(mesures à 1 jour)</figcaption></figure>

<table><caption>Tab. 1 : Evaluation des résistivités, leurs écarts types, températures et teneurs en eau</caption><thead><tr><th>Jour</th><th>ρ (Ω.m)</th><th>σ<sub>n</sub> (%)</th><th>T (°C)</th><th>w (%)</th></tr></thead><tbody><tr><td>1</td><td>9.15E+04</td><td>46.6</td><td>23.75</td><td>16.1</td></tr><tr><td>7</td><td>3.20E+04</td><td>62.2</td><td>18.75</td><td>19.8</td></tr><tr><td>14</td><td>4.17E+05</td><td>26.7</td><td>4.44</td><td>14.04</td></tr><tr><td>28</td><td>6.13E+04</td><td>21</td><td>15.39</td><td>19.4</td></tr></tbody></table>

## Conclusion et perspectives

L'étude statistique réalisée a permis de traiter et d'analyser les données bibliographiques, afin de distinguer des variables expérimentales telles que la configuration des électrodes, la température et des variables inhérentes liées aux propriétés du matériau telle que l'anisotropie et la teneur en eau. Nous avons mis en place une étude paramétrique pour différents niveaux de températures. Au regard des résultats, une relation a été établie pour évaluer la résistivité électrique en prenant en compte la configuration des électrodes, la variation de la température pour une gamme allant de 5 à 45 °C, et pour des teneurs en eau de 11.6 à 25 %. Un protocole expérimental pour la mesure de la résistivité/teneur en eau a été mis en place sur un poteau assurant la stabilité d'une charpente. L'injection est réalisée cette fois-ci par l'intermédiaire des organes d'assemblage qui jouent le rôle des électrodes. Les résultats obtenus ont montré la capacité des mesures résistives multiplexées à différencier les niveaux de résistance en fonction de l'écartement entre les éléments d'assemblage (les électrodes). Les mesures ont aussi relevé l'impact de la température ambiante sur la résistance électrique. Afin de corriger cette perturbation induite par la température, nous avons utilisé les résultats de l'étude paramétrique réalisée à l'échelle laboratoire. Malgré une courte période d'essai (1 mois), ces résultats ont montré le potentiel de cette stratégie expérimentale pour la surveillance de l'état hydrique des ouvrages en service. Bien entendu, cette stratégie mérite d'être approfondie afin d'aller vers le monitoring pour différentes classes de service.

## Références

Carll C., TenWolde A. (1996) Accuracy of wood resistance sensors for measurement of humidity. Journal of Testing and Evaluation 24 (3): 154-60. https://doi.org/10.1520/JTE11296J

Stamm A.J. (1927) The Electrical Resistance of Wood as a Measure of Its Moisture Content. Industrial & Engineering Chemistry 19 (9): 1021-1025.

Vermaas H.F. (1975) Experimental variables affecting the measurement of the DC resistance of wood. Holzforschung-International Journal of the Biology, Chemistry, Physics and Technology of Wood, 29(4), 140-144.
répartition des données HR. Nous observons également une dispersion élevée des écarts types des mesures de teneurs en eau due à la résistivité hétérogène dans le poteau, ce qui montre la limite de l'hypothèse de l'homogénéité de la résistivité dans le cas où les électrodes sont éloignées. Cependant, les résultats sont encourageants montrant l'applicabilité, en termes d'évaluation globale de l'état hydrique.

<figure><img src="image_295.png" /><figcaption>Fig. 9 : Résistances expérimentales et numériques
(mesures à 1 jour)</figcaption></figure>

<table><caption>Tab. 1 : Evaluation des résistivités, leurs écarts types, températures et teneurs en eau</caption><thead><tr><th>Jour</th><th>ρ (Ω.m)</th><th>σ<sub>n</sub> (%)</th><th>T (°C)</th><th>w (%)</th></tr></thead><tbody><tr><td>1</td><td>9.15E+04</td><td>46.6</td><td>23.75</td><td>16.1</td></tr><tr><td>7</td><td>3.20E+04</td><td>62.2</td><td>18.75</td><td>19.8</td></tr><tr><td>14</td><td>4.17E+05</td><td>26.7</td><td>4.44</td><td>14.04</td></tr><tr><td>28</td><td>6.13E+04</td><td>21</td><td>15.39</td><td>19.4</td></tr></tbody></table>

## Conclusion et perspectives

L'étude statistique réalisée a permis de traiter et d'analyser les données bibliographiques, afin de distinguer des variables expérimentales telles que la configuration des électrodes, la température et des variables inhérentes liées aux propriétés du matériau telle que l'anisotropie et la teneur en eau. Nous avons mis en place une étude paramétrique pour différents niveaux de températures. Au regard des résultats, une relation a été établie pour évaluer la résistivité électrique en prenant en compte la configuration des électrodes, la variation de la température pour une gamme allant de 5 à 45 °C, et pour des teneurs en eau de 11.6 à 25 %. Un protocole expérimental pour la mesure de la résistivité/teneur en eau a été mis en place sur un poteau assurant la stabilité d'une charpente. L'injection est réalisée cette fois-ci par l'intermédiaire des organes d'assemblage qui jouent le rôle des électrodes. Les résultats obtenus ont montré la capacité des mesures résistives multiplexées à différencier les niveaux de résistance en fonction de l'écartement entre les éléments d'assemblage (les électrodes). Les mesures ont aussi relevé l'impact de la température ambiante sur la résistance électrique. Afin de corriger cette perturbation induite par la température, nous avons utilisé les résultats de l'étude paramétrique réalisée à l'échelle laboratoire. Malgré une courte période d'essai (1 mois), ces résultats ont montré le potentiel de cette stratégie expérimentale pour la surveillance de l'état hydrique des ouvrages en service. Bien entendu, cette stratégie mérite d'être approfondie afin d'aller vers le monitoring pour différentes classes de service.

## Références

Carll C., TenWolde A. (1996) Accuracy of wood resistance sensors for measurement of humidity. Journal of Testing and Evaluation 24 (3): 154-60. https://doi.org/10.1520/JTE11296J

Stamm A.J. (1927) The Electrical Resistance of Wood as a Measure of Its Moisture Content. Industrial & Engineering Chemistry 19 (9): 1021-1025.

Vermaas H.F. (1975) Experimental variables affecting the measurement of the DC resistance of wood. Holzforschung-International Journal of the Biology, Chemistry, Physics and Technology of Wood, 29(4), 140-144.
# Développement de revêtements métalliques et céramiques sur le bois pour sa protection au feu et aux termites

PODGORSKI Laurence<fnref n="1" />, DENOIRJEAN Alain<fnref n="2" />

Laurence.podgorski@fcba.fr

**Mots clefs** : bois ; céramique ; métal ; revêtement ; feu ; termites ; projection thermique.

## Contexte et objectifs

Les solutions de projection thermique peuvent déposer sur le bois une couche de métal seule (Nejad et al. 2013) ou en combinaison avec une couche de céramique (Podgorski et al. 2020). Les caractéristiques des matériaux projetés permettent d'envisager l'apport de fonctionnalités au bois telles qu'ignifugation et barrière aux termites. Ces solutions peuvent donc répondre aux attentes d'innovation de la filière bois. Le projet MéCéBois, financé par le Conseil régional de Nouvelle-Aquitaine, avait pour ambition de favoriser l'innovation au service de la filière bois tout en ouvrant de nouveaux débouchés pour la projection thermique de céramiques/métaux du bassin limousin.

## Matériels et méthodes

L'essence de bois utilisé est le pin sylvestre. Les éprouvettes fabriquées répondent aux critères de EN 927-6. Toutes les éprouvettes ont reçu une sous-couche métallique, indispensable à l'adhérence d'une couche de céramique. Des pré-essais avec du cuivre en sous-couche avaient préalablement montré la faisabilité des dépôts métalliques/céramiques sur le bois (Podgorski et al. 2020). Dans le projet MéCéBois, le laiton a été choisi comme sous-couche métallique car plus économique que le cuivre. Trois céramiques oxydes (fournies par Saint Gobain) ont été déposées sur les bois revêtus de laiton :

* Alumine $Al_2O_3$ supra

* Alumine/zircone $Al_2O_3$/ZrO$_2$ supra

* Alumine/dioxyde de titane $Al_2O_3$/TiO$_2$ supra

Des éprouvettes avec dépôt de laiton et sans dépôt de céramique ont été également réalisées.

Les traitements ont été réalisés dans les locaux de l'IRCER par projection thermique. Les métaux et céramiques, sous la forme de cordon (Flexicord), sont introduits dans le pistolet Masterjet (matériel Saint Gobain) raccordé électriquement et dont le principe est schématisé en Fig. 1.

<figure><img src="image_298.png" /><figcaption>Fig. 1 : Principe de fonctionnement du pistolet Masterjet utilisé pour les dépôts sur bois.</figcaption></figure>

<footnote n="1">¹Institut Technologique FCBA, Allée de Boutaut, 33028 Bordeaux Cedex</footnote>

<footnote n="2">²IRCER, Université de Limoges</footnote>
# Développement de revêtements métalliques et céramiques sur le bois pour sa protection au feu et aux termites

PODGORSKI Laurence<fnref n="1" />, DENOIRJEAN Alain<fnref n="2" />

Laurence.podgorski@fcba.fr

**Mots clefs** : bois ; céramique ; métal ; revêtement ; feu ; termites ; projection thermique.

## Contexte et objectifs

Les solutions de projection thermique peuvent déposer sur le bois une couche de métal seule (Nejad et al. 2013) ou en combinaison avec une couche de céramique (Podgorski et al. 2020). Les caractéristiques des matériaux projetés permettent d'envisager l'apport de fonctionnalités au bois telles qu'ignifugation et barrière aux termites. Ces solutions peuvent donc répondre aux attentes d'innovation de la filière bois. Le projet MéCéBois, financé par le Conseil régional de Nouvelle-Aquitaine, avait pour ambition de favoriser l'innovation au service de la filière bois tout en ouvrant de nouveaux débouchés pour la projection thermique de céramiques/métaux du bassin limousin.

## Matériels et méthodes

L'essence de bois utilisé est le pin sylvestre. Les éprouvettes fabriquées répondent aux critères de EN 927-6. Toutes les éprouvettes ont reçu une sous-couche métallique, indispensable à l'adhérence d'une couche de céramique. Des pré-essais avec du cuivre en sous-couche avaient préalablement montré la faisabilité des dépôts métalliques/céramiques sur le bois (Podgorski et al. 2020). Dans le projet MéCéBois, le laiton a été choisi comme sous-couche métallique car plus économique que le cuivre. Trois céramiques oxydes (fournies par Saint Gobain) ont été déposées sur les bois revêtus de laiton :

* Alumine $Al_2O_3$ supra

* Alumine/zircone $Al_2O_3$/ZrO$_2$ supra

* Alumine/dioxyde de titane $Al_2O_3$/TiO$_2$ supra

Des éprouvettes avec dépôt de laiton et sans dépôt de céramique ont été également réalisées.

Les traitements ont été réalisés dans les locaux de l'IRCER par projection thermique. Les métaux et céramiques, sous la forme de cordon (Flexicord), sont introduits dans le pistolet Masterjet (matériel Saint Gobain) raccordé électriquement et dont le principe est schématisé en Fig. 1.

<figure><img src="image_296.png" /><figcaption>Fig. 1 : Principe de fonctionnement du pistolet Masterjet utilisé pour les dépôts sur bois.</figcaption></figure>

<footnote n="1">¹Institut Technologique FCBA, Allée de Boutaut, 33028 Bordeaux Cedex</footnote>

<footnote n="2">²IRCER, Université de Limoges</footnote>
Des essais préliminaires ont permis de retenir les paramètres de traitement figurant dans le Tab. 1.

<table><caption>Tab.1 : Paramètres de traitement retenus</caption><thead><tr><th>Matériau du revêtement</th><th>Laiton</th><th>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub></th><th>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ZrO<sub>2</sub></th><th>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td>Vitesse robot (m/s)</td><td>0,6</td><td>0,6</td><td>0,6</td><td>0,6</td></tr><tr><td>Pas entre trajectoires (mm)</td><td>50</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td></tr><tr><td>Nombre de trajectoire horizontale</td><td>6</td><td>56</td><td>56</td><td>56</td></tr><tr><td>Nombre de cycle</td><td>12</td><td>30</td><td>30</td><td>11</td></tr><tr><td>Distance de tir (mm)</td><td>200</td><td>100</td><td>95</td><td>110</td></tr><tr><td>Débit air jet (% commande refroidissement)</td><td>15</td><td>25</td><td>25</td><td>25</td></tr><tr><td>Vitesse d'avance du fil/cordon (cm/min)</td><td>200</td><td>40</td><td>75</td><td>75</td></tr><tr><td>Débit d'oxygène (l/min)</td><td>48</td><td>65</td><td>65</td><td>60</td></tr><tr><td>Débit d'acétylène (l/min)</td><td>65</td><td>75</td><td>75</td><td>70</td></tr></tbody></table>

## Résultats et discussion

Les dépôts procurent aux éprouvettes de bois des surfaces opaques de couleurs différentes. Le laiton confère une teinte dorée. L'alumine Al₂O₃ Supra apporte une teinte blanche, Al₂O₃/ZrO₂ Supra une teinte gris clair et Al₂O₃/TiO₂ Supra une teinte gris foncé (Fig. 2). L'épaisseur totale moyenne (laiton + céramique) est de 380 µm (dont 228 µm pour le laiton).

<figure><img src="image_299.png" /><figcaption>Fig.2 : Aspect global des surfaces.</figcaption></figure>

Après réalisation des dépôts, des décollements des revêtements ont parfois été constatés au niveau des arêtes vives des éprouvettes. Ces décollements ont pu être très fortement réduits dans une deuxième phase en arrondissant les arêtes des éprouvettes.

Les dépôts métalliques/céramiques ont conduit à un tuilage quasi systématique des éprouvettes. Cette déformée a été estimée en mesurant la flèche maximale au centre de l'éprouvette. Les résultats montrent que plus la quantité de matière déposée sur le bois était grande, plus la flèche était importante (Fig. 3).

Des tests de perméabilité à l'eau liquide (EN 927-5) ont montré que ces dépôts laiton et céramiques sur bois présentent des absorptions d'eau très élevées (en moyenne de l'ordre de 2 825 g/m²) et avec des écarts plus larges que ceux obtenus par des finitions organiques (Fig. 4), ce qui témoigne d'hétérogénéités des dépôts. Compte-tenu de ces écarts, on peut conclure que l'absorption d'eau est globalement équivalente pour les 4 typologies de revêtements métalliques et céramiques étudiées. Cette forte absorption d'eau est problématique dans une
Des essais préliminaires ont permis de retenir les paramètres de traitement figurant dans le Tab. 1.

<table><caption>Tab.1 : Paramètres de traitement retenus</caption><thead><tr><th>Matériau du revêtement</th><th>Laiton</th><th>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub></th><th>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/ZrO<sub>2</sub></th><th>Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub></th></tr></thead><tbody><tr><td>Vitesse robot (m/s)</td><td>0,6</td><td>0,6</td><td>0,6</td><td>0,6</td></tr><tr><td>Pas entre trajectoires (mm)</td><td>50</td><td>3</td><td>3</td><td>3</td></tr><tr><td>Nombre de trajectoire horizontale</td><td>6</td><td>56</td><td>56</td><td>56</td></tr><tr><td>Nombre de cycle</td><td>12</td><td>30</td><td>30</td><td>11</td></tr><tr><td>Distance de tir (mm)</td><td>200</td><td>100</td><td>95</td><td>110</td></tr><tr><td>Débit air jet (% commande refroidissement)</td><td>15</td><td>25</td><td>25</td><td>25</td></tr><tr><td>Vitesse d'avance du fil/cordon (cm/min)</td><td>200</td><td>40</td><td>75</td><td>75</td></tr><tr><td>Débit d'oxygène (l/min)</td><td>48</td><td>65</td><td>65</td><td>60</td></tr><tr><td>Débit d'acétylène (l/min)</td><td>65</td><td>75</td><td>75</td><td>70</td></tr></tbody></table>

## Résultats et discussion

Les dépôts procurent aux éprouvettes de bois des surfaces opaques de couleurs différentes. Le laiton confère une teinte dorée. L'alumine $Al_2O_3$ Supra apporte une teinte blanche, $Al_2O_3/ZrO_2$ Supra une teinte gris clair et $Al_2O_3/TiO_2$ Supra une teinte gris foncé (Fig. 2). L'épaisseur totale moyenne (laiton + céramique) est de 380 µm (dont 228 µm pour le laiton).

<figure><img src="image_297.png" /><figcaption>Fig.2 : Aspect global des surfaces.</figcaption></figure>

Après réalisation des dépôts, des décollements des revêtements ont parfois été constatés au niveau des arêtes vives des éprouvettes. Ces décollements ont pu être très fortement réduits dans une deuxième phase en arrondissant les arêtes des éprouvettes.

Les dépôts métalliques/céramiques ont conduit à un tuilage quasi systématique des éprouvettes. Cette déformée a été estimée en mesurant la flèche maximale au centre de l'éprouvette. Les résultats montrent que plus la quantité de matière déposée sur le bois était grande, plus la flèche était importante (Fig. 3).

Des tests de perméabilité à l'eau liquide (EN 927-5) ont montré que ces dépôts laiton et céramiques sur bois présentent des absorptions d'eau très élevées (en moyenne de l'ordre de 2 825 g/m²) et avec des écarts plus larges que ceux obtenus par des finitions organiques (Fig. 4), ce qui témoigne d'hétérogénéités des dépôts. Compte-tenu de ces écarts, on peut conclure que l'absorption d'eau est globalement équivalente pour les 4 typologies de revêtements métalliques et céramiques étudiées. Cette forte absorption d'eau est problématique dans une
optique d'utilisation des revêtements métalliques et céramiques pour la protection du bois aux intempéries. Ces typologies de revêtements ne peuvent protéger le bois des reprises d'eau et ne peuvent donc pas assurer le rôle rempli par les finitions traditionnelles bien plus imperméables.

<figure><img src="image_300.png" /><figcaption>Fig. 3 : Déformation des éprouvettes (flèche) en fonction de la masse de revêtement (céramique + laiton) déposée.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_301.png" /><figcaption>Fig. 4 : Absorption d'eau des revêtements (EN 927-5).</figcaption></figure>

La résistance des revêtements aux termites a été évaluée en adaptant la méthode EN 118 à la nature du matériau et à la taille des éprouvettes disponibles. Les termites souterrains utilisés pour le test adapté sont du genre *Reticulitermes* et de l'espèce *grassei*. Les dispositifs en verre contenaient 150 individus. Pour chaque revêtement, six réplicas ont été réalisés sur deux éprouvettes revêtues de céramique (Fig. 5).

Aucun termite n'a pu traverser les revêtements en essai. Les insectes sont donc probablement morts de faim lors des 8 semaines d'exposition. On attribue l'efficacité des traitements vis-à-vis des termites à la forte dureté des revêtements, évaluées par le pendule de Persoz (Fig. 6).

Des dépôts sur de plus grandes surfaces (contreplaqués 1500 mm x 500 mm) ont pu être réalisés grâce à l'appui du Centre d'Ingénierie en Traitements et Revêtements de surface Avancés de Limoges.
optique d'utilisation des revêtements métalliques et céramiques pour la protection du bois aux intempéries. Ces typologies de revêtements ne peuvent protéger le bois des reprises d'eau et ne peuvent donc pas assurer le rôle rempli par les finitions traditionnelles bien plus imperméables.

<figure><img src="image_298.png" /><figcaption>Fig. 3 : Déformation des éprouvettes (flèche) en fonction de la masse de revêtement (céramique + laiton) déposée.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_299.png" /><figcaption>Fig. 4 : Absorption d'eau des revêtements (EN 927-5).</figcaption></figure>

La résistance des revêtements aux termites a été évaluée en adaptant la méthode EN 118 à la nature du matériau et à la taille des éprouvettes disponibles. Les termites souterrains utilisés pour le test adapté sont du genre *Reticulitermes* et de l'espèce *grassei*. Les dispositifs en verre contenaient 150 individus. Pour chaque revêtement, six réplicas ont été réalisés sur deux éprouvettes revêtues de céramique (Fig. 5).

Aucun termite n'a pu traverser les revêtements en essai. Les insectes sont donc probablement morts de faim lors des 8 semaines d'exposition. On attribue l'efficacité des traitements vis-à-vis des termites à la forte dureté des revêtements, évaluées par le pendule de Persoz (Fig. 6).

Des dépôts sur de plus grandes surfaces (contreplaqués 1500 mm x 500 mm) ont pu être réalisés grâce à l'appui du Centre d'Ingénierie en Traitements et Revêtements de surface Avancés de Limoges.
<figure><img src="image_302.png" /><figcaption>Fig. 5 : Exemple de dispositifs sur éprouvettes revêtues de laiton.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_303.png" /><figcaption>Fig. 6 : Dureté Persoz (moyenne et IC 95%) des revêtements métallique et céramiques en comparaison avec d'autres surfaces de bois nus ou revêtus de finitions traditionnelles.</figcaption></figure>

Des tests de réaction au feu au SBI (Fig. 7) ont été réalisés sur des contreplaqués d'épicéa revêtus de laiton seul et de laiton + Alumine Zircone Al₂O₃ ZrO₂ (AZ) en comparaison de contreplaqués d'épicéa témoin (CP épicéa).

<figure><img src="image_304.png" /><figcaption>Fig. 7 : Panneau Alumine Zircone à la fin des essais SBI de réaction au feu.</figcaption></figure>

L'ajout des deux revêtements (laiton, laiton + AZ) permet d'améliorer les performances énergétiques de réaction au feu en termes de vitesse de dégagement d'énergie (FIGRA) et quantité totale d'énergie dégagée (THR) comme le montre la Fig. 8. Comme le contreplaqué témoin, les 2 revêtements conduisent à l'obtention d'un classement de type D, cependant très proche du classement C. Le revêtement alumine zircone AZ permet d'améliorer légèrement les résultats par rapport au revêtement en laiton.

Concernant les performances fumigènes (Fig. 9), les revêtements sont légèrement déclassant par rapport au bois non revêtu. Le classement pour le laiton est de type s1 comme pour le bois non revêtu, alors qu'il est de type s2 pour le revêtement AZ.

En conclusion, les dépôts testés conduisent donc à des classements de type D-s1 ou s2, d0.
<figure><img src="image_300.png" /><figcaption>Fig. 5 : Exemple de dispositifs sur éprouvettes revêtues de laiton.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_301.png" /><figcaption>Fig. 6 : Dureté Persoz (moyenne et IC 95%) des revêtements métallique et céramiques en comparaison avec d'autres surfaces de bois nus ou revêtus de finitions traditionnelles.</figcaption></figure>

Des tests de réaction au feu au SBI (Fig. 7) ont été réalisés sur des contreplaqués d'épicéa revêtus de laiton seul et de laiton + Alumine Zircone Al₂O₃ ZrO₂ (AZ) en comparaison de contreplaqués d'épicéa témoin (CP épicéa).

<figure><img src="image_302.png" /><figcaption>Fig. 7 : Panneau Alumine Zircone à la fin des essais SBI de réaction au feu.</figcaption></figure>

L'ajout des deux revêtements (laiton, laiton + AZ) permet d'améliorer les performances énergétiques de réaction au feu en termes de vitesse de dégagement d'énergie (FIGRA) et quantité totale d'énergie dégagée (THR) comme le montre la Fig. 8. Comme le contreplaqué témoin, les 2 revêtements conduisent à l'obtention d'un classement de type D, cependant très proche du classement C. Le revêtement alumine zircone AZ permet d'améliorer légèrement les résultats par rapport au revêtement en laiton.

Concernant les performances fumigènes (Fig. 9), les revêtements sont légèrement déclassant par rapport au bois non revêtu. Le classement pour le laiton est de type s1 comme pour le bois non revêtu, alors qu'il est de type s2 pour le revêtement AZ.

En conclusion, les dépôts testés conduisent donc à des classements de type D-s1 ou s2, d0.
<figure><img src="image_305.png" /><figcaption>Fig. 8 : Contribution énergétique (vitesse de développement du feu « FIGRA » et quantité totale « THR »</figcaption></figure>

<figure><img src="image_306.png" /><figcaption>Fig. 9 : Contribution fumigène (vitesse de développement de la fumée « SMOGRA » et quantité totale « TSP ».</figcaption></figure>

Conclusion et perspectives

Le projet MéCéBois a permis la réalisation de dépôts métalliques et céramiques sur des éprouvettes de bois (pin sylvestre) et des contreplaqués d'épicéa par projection thermique. Les dépôts masquent totalement le veinage du bois et confèrent au matériau des esthétiques originales : aspect doré pour la sous-couche métallique en laiton, aspect blanc, gris clair ou gris foncé pour les 3 céramiques étudiées (Alumine, Alumine Zircone, Alumine Télite)

Les revêtements présentent des duretés de surface bien plus élevées que celle du bois et de revêtements organiques commerciaux (peintures, lasures). Cette dureté est certainement à l'origine de la très bonne résistance aux termites observée pour tous les revêtements testés. En effet, aucun termite n'a pu traverser les revêtements en essai.

Le dépôt de métal et céramiques sur des panneaux de contreplaqué en épicéa a permis d'évaluer la réaction au feu des contreplaqués. Les dépôts testés (laiton, et Alumine Zircone sur laiton) ont montré une amélioration des performances énergétiques de réaction au feu, proche d'un Classement C, en comparaison avec le contreplaqué non revêtu (témoin) dont le classement est D.

Des essais de perméabilité à l'eau liquide ont révélé que les dépôts métalliques et céramiques sont très poreux et font peu barrière à l'eau. Le contact avec l'eau a généré une fissuration importante des revêtements. Il convient donc d'envisager ces dépôts dans des emplois sans contact avec l'eau. L'utilisation de ces dépôts sur bois dans des usages exposés aux intempéries
<figure><img src="image_303.png" /><figcaption>Fig. 8 : Contribution énergétique (vitesse de développement du feu « FIGRA » et quantité totale « THR »</figcaption></figure>

<figure><img src="image_304.png" /><figcaption>Fig. 9 : Contribution fumigène (vitesse de développement de la fumée « SMOGRA » et quantité totale « TSP ».</figcaption></figure>

## Conclusion et perspectives

Le projet MéCéBois a permis la réalisation de dépôts métalliques et céramiques sur des éprouvettes de bois (pin sylvestre) et des contreplaqués d'épicéa par projection thermique. Les dépôts masquent totalement le veinage du bois et confèrent au matériau des esthétiques originales : aspect doré pour la sous-couche métallique en laiton, aspect blanc, gris clair ou gris foncé pour les 3 céramiques étudiées (Alumine, Alumine Zircone, Alumine Télite).

Les revêtements présentent des duretés de surface bien plus élevées que celle du bois et de revêtements organiques commerciaux (peintures, lasures). Cette dureté est certainement à l'origine de la très bonne résistance aux termites observée pour tous les revêtements testés. En effet, aucun termite n'a pu traverser les revêtements en essai.

Le dépôt de métal et céramiques sur des panneaux de contreplaqué en épicéa a permis d'évaluer la réaction au feu des contreplaqués. Les dépôts testés (laiton, et Alumine Zircone sur laiton) ont montré une amélioration des performances énergétiques de réaction au feu, proche d'un Classement C, en comparaison avec le contreplaqué non revêtu (témoin) dont le classement est D.

Des essais de perméabilité à l'eau liquide ont révélé que les dépôts métalliques et céramiques sont très poreux et font peu barrière à l'eau. Le contact avec l'eau a généré une fissuration importante des revêtements. Il convient donc d'envisager ces dépôts dans des emplois sans contact avec l'eau. L'utilisation de ces dépôts sur bois dans des usages exposés aux intempéries
nécessite des investigations complémentaires. L'utilisation d'un bouche-pores pourrait peut-être résoudre le problème d'absorption d'eau.

Sur la base des premières éprouvettes fabriquées en laboratoire, l'IRCER a réalisé une première estimation du coût des traitements : le laiton est le revêtement le plus économique au mètre carré (76 €/m²) tandis que l'Alumine Zircone est le revêtement le plus cher (1217 €/m²). Optimiser l'épaisseur des dépôts est une option envisageable pour réduire les coûts des traitements.

## Remerciements

Nous remercions le Conseil Régional de Nouvelle Aquitaine pour son soutien financier. Nous adressons nos remerciements aux différentes personnes ayant contribué à l'étude et notamment : Geoffroy Rivaud, David Ansard, Cécile Brunet, Dominique Mangin, Céline Reynaud, Wilfrid Pomarel, Sandra Warren.

## Références

Nejad M. Shafaghi R., Pershin L., Mostaghimi J., Cooper P (2013) Copper coating on wood: a new way of protecting wood. Proceedings of the International Research group on Wood Protection, Document IRG/WP 13-30617, 7 pages, June 2013.

Podgorski L., Myalska H., Denoirjean A., Kutnik M (2020) Thermal spray to protect wood from termites. Proceedings of the International Research group on Wood Protection, Document IRG/WP 20-40905, IRG51 Webminar, 9 Pages, June 2020
nécessite des investigations complémentaires. L'utilisation d'un bouche-pores pourrait peut-être résoudre le problème d'absorption d'eau.

Sur la base des premières éprouvettes fabriquées en laboratoire, l'IRCER a réalisé une première estimation du coût des traitements : le laiton est le revêtement le plus économique au mètre carré (76 €/m²) tandis que l'Alumine Zircone est le revêtement le plus cher (1217 €/m²). Optimiser l'épaisseur des dépôts est une option envisageable pour réduire les coûts des traitements.

## Remerciements

Nous remercions le Conseil Régional de Nouvelle Aquitaine pour son soutien financier. Nous adressons nos remerciements aux différentes personnes ayant contribué à l'étude et notamment : Geoffroy Rivaud, David Ansard, Cécile Brunet, Dominique Mangin, Céline Reynaud, Wilfrid Pomarel, Sandra Warren.

## Références

Nejad M. Shafaghi R., Pershin L., Mostaghimi J., Cooper P (2013) Copper coating on wood: a new way of protecting wood. Proceedings of the International Research group on Wood Protection, Document IRG/WP 13-30617, 7 pages, June 2013.

Podgorski L., Myalska H., Denoirjean A., Kutnik M (2020) Thermal spray to protect wood from termites. Proceedings of the International Research group on Wood Protection, Document IRG/WP 20-40905, IRG51 Webminar, 9 Pages, June 2020
# Préservation de la biodiversité ligneuse locale : Evaluation des pratiques patrimoniales dans la gestion durable des forêts de Guadeloupe

FREULARD Justine<fnref n="1" />, BEAUCHENE Jacques<fnref n="2" />

**Mots clés** : Usages et connaissances de la biodiversité ligneuse, artisanat, patrimonialisation, forêt, bois d'œuvre, organisation territoriale, Guadeloupe

## Contexte et objectifs

En Guadeloupe, les usages de la biodiversité ligneuse sont ancrés au sein du territoire depuis l'arrivée des premiers occupants méso-indiens environ 3000 avant JC. La population de l'île ainsi que ses paysages forestiers ont évolué au travers d'évènements historiques marquants et par les nombreux échanges régionaux et intercontinentaux de matériel végétal, maintenant néanmoins les usages de ces matériaux au centre de la culture guadeloupéenne. L'objectif de ce travail est d'étudier la résilience des usages patrimoniaux mobilisant la biodiversité ligneuse locale et leurs impacts sur la gestion durable des forêts de l'archipel. L'organisation territoriale est appréhendée par une enquête auprès d'une quarantaine d'acteurs impliqués dans l'approvisionnement en matières premières et la transformation de produits, et au sein des autorités régaliennes. Alors que le nombre d'artisans semble diminuer, ces activités artisanales ne disparaissent pas en raison de leur enracinement dans la culture créole. Elles se transforment pour s'adapter à l'évolution de la société guadeloupéenne, en adoptant notamment la mécanisation. Des néo-utilisateurs apparaissent, motivés par une reconversion professionnelle manuelle ou par une semi-industrialisation de l'activité. Par le contexte insulaire des forêts de Guadeloupe, leurs ressources sont précieuses et fragiles, rendant une exploitation industrielle inenvisageable. L'activité artisanale est toutefois limitée par la géomorphologie de l'île et les contraintes matérielles. Bien que le nombre d'artisans soit restreint, les guadeloupéens entretiennent un lien étroit avec la biodiversité de l'île en raison de la forte ruralité de la population et de l'importance que vouent certains cultes aux essences forestières. La forêt arbore ainsi une valeur emblématique, en partie maintenue par l'activité artisanale qui véhicule et transmet des connaissances sur ces écosystèmes.

La gestion forestière reste néanmoins inégale sur le territoire à cause de l'indivision des forêts privées et de l'inexistence d'une gestion commune au sein de ces dernières. Cependant, les forêts privées sont aujourd'hui les principales sources d'approvisionnement en ressources forestières. De nombreuses mesures sont envisagées afin de structurer cette filière artisanale dynamique majoritairement informelle et désorganisée. Elles s'appuient notamment sur une meilleure connaissance des réglementations en vigueur aux échelles locale, nationale et internationale, et la mise en place de formations sur les métiers du bois.

Nous proposons d'inscrire ce travail au sein du GDR Science du Bois, où nous traiterons de la problématique suivante « Existe-t-il encore des usages patrimoniaux valorisant la biodiversité ligneuse locale qui contribuent à la gestion durable des forêts Guadeloupéennes ? ». Au regard du contexte, de la bibliographie et du travail d'enquêtes, les hypothèses sont les suivantes ; i) Les artisans exerçant ces métiers sont attachés aux produits du bois et aux essences (arbres et lianes) et entretiennent des connaissances locales sur leur forêt. ii) Le savoir-faire est conservé

<footnote n="1">¹ ISTOM, Angers, France</footnote>

<footnote n="2">² CIRAD, UMR EcoFoG, 971 Guadeloupe</footnote>

<footnote>j.freulard@istom.fr</footnote>
# Préservation de la biodiversité ligneuse locale : Evaluation des pratiques patrimoniales dans la gestion durable des forêts de Guadeloupe

FREULARD Justine<fnref n="1" />, BEAUCHENE Jacques<fnref n="2" />

**Mots clés** : Usages et connaissances de la biodiversité ligneuse, artisanat, patrimonialisation, forêt, bois d'œuvre, organisation territoriale, Guadeloupe

## Contexte et objectifs

En Guadeloupe, les usages de la biodiversité ligneuse sont ancrés au sein du territoire depuis l'arrivée des premiers occupants méso-indiens environ 3000 avant JC. La population de l'île ainsi que ses paysages forestiers ont évolué au travers d'évènements historiques marquants et par les nombreux échanges régionaux et intercontinentaux de matériel végétal, maintenant néanmoins les usages de ces matériaux au centre de la culture guadeloupéenne. L'objectif de ce travail est d'étudier la résilience des usages patrimoniaux mobilisant la biodiversité ligneuse locale et leurs impacts sur la gestion durable des forêts de l'archipel. L'organisation territoriale est appréhendée par une enquête auprès d'une quarantaine d'acteurs impliqués dans l'approvisionnement en matières premières et la transformation de produits, et au sein des autorités régaliennes. Alors que le nombre d'artisans semble diminuer, ces activités artisanales ne disparaissent pas en raison de leur enracinement dans la culture créole. Elles se transforment pour s'adapter à l'évolution de la société guadeloupéenne, en adoptant notamment la mécanisation. Des néo-utilisateurs apparaissent, motivés par une reconversion professionnelle manuelle ou par une semi-industrialisation de l'activité. Par le contexte insulaire des forêts de Guadeloupe, leurs ressources sont précieuses et fragiles, rendant une exploitation industrielle inenvisageable. L'activité artisanale est toutefois limitée par la géomorphologie de l'île et les contraintes matérielles. Bien que le nombre d'artisans soit restreint, les guadeloupéens entretiennent un lien étroit avec la biodiversité de l'île en raison de la forte ruralité de la population et de l'importance que vouent certains cultes aux essences forestières. La forêt arbore ainsi une valeur emblématique, en partie maintenue par l'activité artisanale qui véhicule et transmet des connaissances sur ces écosystèmes.

La gestion forestière reste néanmoins inégale sur le territoire à cause de l'indivision des forêts privées et de l'inexistence d'une gestion commune au sein de ces dernières. Cependant, les forêts privées sont aujourd'hui les principales sources d'approvisionnement en ressources forestières. De nombreuses mesures sont envisagées afin de structurer cette filière artisanale dynamique majoritairement informelle et désorganisée. Elles s'appuient notamment sur une meilleure connaissance des réglementations en vigueur aux échelles locale, nationale et internationale, et la mise en place de formations sur les métiers du bois.

Nous proposons d'inscrire ce travail au sein du GDR Science du Bois, où nous traiterons de la problématique suivante « Existe-t-il encore des usages patrimoniaux valorisant la biodiversité ligneuse locale qui contribuent à la gestion durable des forêts Guadeloupéennes ? ». Au regard du contexte, de la bibliographie et du travail d'enquêtes, les hypothèses sont les suivantes ; i) Les artisans exerçant ces métiers sont attachés aux produits du bois et aux essences (arbres et lianes) et entretiennent des connaissances locales sur leur forêt. ii) Le savoir-faire est conservé

<footnote n="1">¹ ISTOM, Angers, France</footnote>

<footnote n="2">² CIRAD, UMR EcoFoG, 971 Guadeloupe</footnote>

<footnote>j.freulard@istom.fr</footnote>
par la transmission des connaissances entre les artisans en activité et risque de se perdre si cette activité périclite, iii) Les artisans se préoccupent de la gestion de la forêt pour leurs approvisionnements mais aussi pour le bien-être qu'elle procure aux habitants de l'île, ce qui pourrait être compatible avec les modes de gestion des forêts publiques et privées en cours de réactualisation.

## Matériel et méthodes

Cette étude fut réalisée via une approche ethnoécologique, et a été possible grâce à la participation volontaire de 41 personnes en lien avec la filière bois-forêt de Guadeloupe. Des entretiens semi-directifs ainsi que des parcours commentés en forêt, ont été réalisés à la suite d'une étude bibliographique et du patrimoine culturel immatériel (Pastor-Gimeno et al., 2020) et ont permis d'appréhender le contexte guadeloupéen. Ainsi, des artisans du bois, des vanniers, des exploitants forestiers, des agriculteurs et différentes institutions ont été enquêtés afin de comprendre d'avantage l'ampleur de l'usage des matériaux ligneux dont le bois d'œuvre, ainsi que les imbrications sociales, culturelles et écologiques que cela implique (Tab. 1).

<table><caption>Tab. 1 : Echantillonnage des entretiens semi-directifs</caption><thead><tr><th>Activités</th><th>Agriculteurs</th><th>Exploitants forestiers</th><th>Artisans</th><th>Institutions publiques</th><th>Sociétés privées, Associations</th></tr></thead><tbody><tr><td>Travail du bois brut (scieur, tronçonneur, producteur de bois)</td><td>2</td><td>7</td><td></td><td>1</td><td></td></tr><tr><td>Fabrication d'objets tressés (vannerie)</td><td></td><td></td><td>7</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fabrication de roues, charrettes (charron)</td><td></td><td></td><td>2</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fabricant d'instrument de musique en bois (ka)</td><td></td><td></td><td>3</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fabrication d'objets en bois sculpté (tourneur sur bois, calebassier)</td><td></td><td></td><td>3</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fabrication de meubles et d'aménagements intérieurs (menuisier, ébéniste)</td><td></td><td></td><td>5</td><td>1</td><td>1</td></tr><tr><td>Construction de structures en bois (charpentier, charpentier maritime, tailleur d'essente)</td><td></td><td></td><td>6</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gestion forestière</td><td></td><td></td><td></td><td>2</td><td></td></tr><tr><td>Centre de formation</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>1</td></tr></tbody></table>

Une analyse a été réalisée avec le logiciel R studio (package SBM bipartite) afin de mettre en exergue les essences utilisées de nos jours et dans le passé selon les activités étudiées. Le package propose un support pour les outils d'estimation et de manipulation des variables selon le Modèle à Blocs Stochastiques (SBM) développé par Chiquet et al. (2023). Les essences citées dans cette étude ont été identifiées à l'aide d'une triangulation de l'information. Le nom vernaculaire fourni par l'enquêté est étudié en fonction de son usage relatif dans la bibliographie (Fournet 2002, Rollet et al. 2010). Une analyse des caractéristiques morphologiques ou
par la transmission des connaissances entre les artisans en activité et risque de se perdre si cette activité périclite, iii) Les artisans se préoccupent de la gestion de la forêt pour leurs approvisionnements mais aussi pour le bien-être qu'elle procure aux habitants de l'île, ce qui pourrait être compatible avec les modes de gestion des forêts publiques et privées en cours de réactualisation.

## Matériel et méthodes

Cette étude fut réalisée via une approche ethnoécologique, et a été possible grâce à la participation volontaire de 41 personnes en lien avec la filière bois-forêt de Guadeloupe. Des entretiens semi-directifs ainsi que des parcours commentés en forêt, ont été réalisés à la suite d'une étude bibliographique et du patrimoine culturel immatériel (Pastor-Gimeno et al., 2020) et ont permis d'appréhender le contexte guadeloupéen. Ainsi, des artisans du bois, des vanniers, des exploitants forestiers, des agriculteurs et différentes institutions ont été enquêtés afin de comprendre d'avantage l'ampleur de l'usage des matériaux ligneux dont le bois d'œuvre, ainsi que les imbrications sociales, culturelles et écologiques que cela implique (Tab. 1).

<table><caption>Tab. 1 : Echantillonnage des entretiens semi-directifs</caption><thead><tr><th>Activités</th><th>Agriculteurs</th><th>Exploitants forestiers</th><th>Artisans</th><th>Institutions publiques</th><th>Sociétés privées, Associations</th></tr></thead><tbody><tr><td>Travail du bois brut (scieur, tronçonneur, producteur de bois)</td><td>2</td><td>7</td><td></td><td>1</td><td></td></tr><tr><td>Fabrication d'objets tressés (vannerie)</td><td></td><td></td><td>7</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fabrication de roues, charrettes (charron)</td><td></td><td></td><td>2</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fabricant d'instrument de musique en bois (ka)</td><td></td><td></td><td>3</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fabrication d'objets en bois sculpté (tourneur sur bois, calebassier)</td><td></td><td></td><td>3</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fabrication de meubles et d'aménagements intérieurs (menuisier, ébéniste)</td><td></td><td></td><td>5</td><td>1</td><td>1</td></tr><tr><td>Construction de structures en bois (charpentier, charpentier maritime, tailleur d'essente)</td><td></td><td></td><td>6</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gestion forestière</td><td></td><td></td><td></td><td>2</td><td></td></tr><tr><td>Centre de formation</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>1</td></tr></tbody></table>

Une analyse a été réalisée avec le logiciel R studio (package SBM bipartite) afin de mettre en exergue les essences utilisées de nos jours et dans le passé selon les activités étudiées. Le package propose un support pour les outils d'estimation et de manipulation des variables selon le Modèle à Blocs Stochastiques (SBM) développé par Chiquet et al. (2023). Les essences citées dans cette étude ont été identifiées à l'aide d'une triangulation de l'information. Le nom vernaculaire fourni par l'enquêté est étudié en fonction de son usage relatif dans la bibliographie (Fournet 2002, Rollet et al. 2010). Une analyse des caractéristiques morphologiques ou
géographiques fournies par l'enquêté ou déduites au vu de son approvisionnement sert d'indicateur supplémentaire.

## Résultats et discussion

La forêt et les ressources dont elle regorge sont importantes dans l'histoire guadeloupéenne, marquée par l'ensemble des échanges intercontinentaux et des cultures qui la composent. Sa topographie variée, son climat tropical et sa richesse en écosystèmes font de la Guadeloupe un hotspot de la biodiversité mondiale. Son insularité accroit cependant la pression sur la fragile ressource. Au cœur des préoccupations en cette ère anthropocène responsable du dérèglement climatique, la gestion et les usages de la forêt occupent une position centrale et cruciale.

La population guadeloupéenne est principalement rurale et entretient depuis toujours des liens étroits avec la forêt, des connaissances se transmettent inconsciemment par les pratiques quotidiennes, les expressions et la langue créole, les contes et la spiritualité. L'analyse de l'organisation territoriale est illustrée en partie sur la Fig. 1 présentant l'utilisation de la ressource par les acteurs enquêtés. Il est néanmoins nécessaire de comprendre que 60% des artisans enquêtés se fournissent également chez des importateurs afin de subvenir à leurs besoins. Cette importation est toutefois nécessaire pour répondre aux besoins actuels en bois de l'île, qui ne peut être satisfaite uniquement avec les essences aujourd'hui présentes dans ses forêts.

<figure><img src="image_307.png" /><figcaption>Fig. 1 : Schéma de l'utilisation de la ressource par les acteurs enquêtés</figcaption></figure>

Les principales essences utilisées identifiées lors de l'étude ont été analysées par le package sbm bipartite sur R. Ce sont l'acajou rouge (Cedrela odorata), le poirier (Tabebuia heterophylla) et le mahogany grande feuille (Swietenia macrophylla), puis le mahogany petite feuille (Swietenia mahagoni) et l'acajou blanc (Simarouba amara) qui sont les plus cités, et plus particulièrement par le groupe formé par les scieurs, les ébénistes-menuisiers et les constructeurs d'instruments de musique et de saintoises (Fig. 2).
géographiques fournies par l'enquêté ou déduites au vu de son approvisionnement sert d'indicateur supplémentaire.

## Résultats et discussion

La forêt et les ressources dont elle regorge sont importantes dans l'histoire guadeloupéenne, marquée par l'ensemble des échanges intercontinentaux et des cultures qui la composent. Sa topographie variée, son climat tropical et sa richesse en écosystèmes font de la Guadeloupe un hotspot de la biodiversité mondiale. Son insularité accroit cependant la pression sur la fragile ressource. Au cœur des préoccupations en cette ère anthropocène responsable du dérèglement climatique, la gestion et les usages de la forêt occupent une position centrale et cruciale.

La population guadeloupéenne est principalement rurale et entretient depuis toujours des liens étroits avec la forêt, des connaissances se transmettent inconsciemment par les pratiques quotidiennes, les expressions et la langue créole, les contes et la spiritualité. L'analyse de l'organisation territoriale est illustrée en partie sur la Fig. 1 présentant l'utilisation de la ressource par les acteurs enquêtés. Il est néanmoins nécessaire de comprendre que 60% des artisans enquêtés se fournissent également chez des importateurs afin de subvenir à leurs besoins. Cette importation est toutefois nécessaire pour répondre aux besoins actuels en bois de l'île, qui ne peut être satisfaite uniquement avec les essences aujourd'hui présentes dans ses forêts.

<figure><img src="image_305.png" /><figcaption>Fig. 1 : Schéma de l'utilisation de la ressource par les acteurs enquêtés</figcaption></figure>

Les principales essences utilisées identifiées lors de l'étude ont été analysées par le package sbm bipartite sur R. Ce sont l'acajou rouge (Cedrela odorata), le poirier (Tabebuia heterophylla) et le mahogany grande feuille (Swietenia macrophylla), puis le mahogany petite feuille (Swietenia mahagoni) et l'acajou blanc (Simarouba amara) qui sont les plus cités, et plus particulièrement par le groupe formé par les scieurs, les ébénistes-menuisiers et les constructeurs d'instruments de musique et de saintoises (Fig. 2).
<figure><img src="image_308.png" /><figcaption>Fig. 2 : Répartition des essences les plus utilisées selon les principaux usages (R studio, sbm bipartite Chiquet, Donnet, Barbillon, n=106 citations)</figcaption></figure>

La durabilité est une propriété importante dans la sélection d'essences d'arbres dans la fabrication et surtout dans la construction, en raison de l'immobilisation des structures en bois et de leurs différentes contraintes possibles tels que les pièges à eau (Vernay et Mouras 2009). Elle définit la capacité naturelle du bois à résister aux attaques de champignons lignivores lorsque l'humidité du bois est élevée, et dépend des composés chimiques secondaires produits lors de la duraminisation (Cailliez et al. 2002). Parmi les artisans enquêtés, peu nombreux sont ceux dont le travail est dédié à la construction de structures en bois (Tab. 2), nous retrouvons beaucoup de pièces mobiles ou stockées en intérieur. La durabilité n'est ainsi pas obligatoirement le premier critère choisi, la légèreté l'est davantage.

<table><caption>Tab. 2 : Densité du bois moyenne et indication de durabilité naturelle des 10 espèces locales les plus utilisées par les enquêtés</caption><thead><tr><th>Espèce/Densité à 12%</th><th>0.35</th><th>0.40</th><th>0.45</th><th>0.50</th><th>0.55</th><th>0.60</th><th>0.65</th><th>0.70</th><th>0.75</th><th>0.80</th><th>0.85</th><th>0.90</th><th>0.95</th><th>1.00</th><th>1.05</th><th>Durabilité Champignon</th><th>Durabilité Termite</th></tr></thead><tbody><tr><td>Cedrela odorata</td><td></td><td></td><td>0.45</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Cordia alliodora</td><td></td><td></td><td></td><td>0.51</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Hymenaea courbaril</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0.85</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td><td>M</td></tr><tr><td>Litchi chinensis</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0.98</td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Pimenta racemosa</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0.97</td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Simarouba amara</td><td></td><td>0.40</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>S</td><td>S</td></tr><tr><td>Swietenia macrophylla</td><td></td><td></td><td>0.54</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Swietenia mahagoni</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0.65</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Tabebuia heterophylla</td><td></td><td></td><td></td><td>0.58</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>S</td><td>S</td></tr><tr><td>Terminalia catappa</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0.55</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>S</td><td>S</td></tr></tbody></table>

D = durable, M = moyennement durable, S = sensible (Rollet et al 2010, Gérard et al 2016)

## Conclusion

Les artisans, exploitants forestiers et agriculteurs démontrent un attachement aux produits du bois et de la forêt, illustrant ainsi une connaissance précieuse de la forêt guadeloupéenne. Cette expertise repose non seulement sur l'expérience personnelle et empirique, mais aussi sur la transmission intergénérationnelle des savoir-faire et usages. Bien que les artisans semblent vieillir, entrainant une perte à terme des connaissances et savoir-faire, ce métier qui était alors
<figure><img src="image_306.png" /><figcaption>Fig. 2 : Répartition des essences les plus utilisées selon les principaux usages (R studio, sbm bipartite Chiquet, Donnet, Barbillon, n=106 citations)</figcaption></figure>

La durabilité est une propriété importante dans la sélection d'essences d'arbres dans la fabrication et surtout dans la construction, en raison de l'immobilisation des structures en bois et de leurs différentes contraintes possibles tels que les pièges à eau (Vernay et Mouras 2009). Elle définit la capacité naturelle du bois à résister aux attaques de champignons lignivores lorsque l'humidité du bois est élevée, et dépend des composés chimiques secondaires produits lors de la duraminisation (Cailliez et al. 2002). Parmi les artisans enquêtés, peu nombreux sont ceux dont le travail est dédié à la construction de structures en bois (Tab. 2), nous retrouvons beaucoup de pièces mobiles ou stockées en intérieur. La durabilité n'est ainsi pas obligatoirement le premier critère choisi, la légèreté l'est davantage.

<table><caption>Tab. 2 : Densité du bois moyenne et indication de durabilité naturelle des 10 espèces locales les plus utilisées par les enquêtés</caption><thead><tr><th>Espèce/Densité à 12%</th><th>0.35</th><th>0.40</th><th>0.45</th><th>0.50</th><th>0.55</th><th>0.60</th><th>0.65</th><th>0.70</th><th>0.75</th><th>0.80</th><th>0.85</th><th>0.90</th><th>0.95</th><th>1.00</th><th>1.05</th><th>Durabilité Champignon</th><th>Durabilité Termite</th></tr></thead><tbody><tr><td>Cedrela odorata</td><td></td><td></td><td>0.45</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Cordia alliodora</td><td></td><td></td><td></td><td>0.51</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Hymenaea courbaril</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0.85</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td><td>M</td></tr><tr><td>Litchi chinensis</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0.98</td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Pimenta racemosa</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0.97</td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Simarouba amara</td><td></td><td>0.40</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>S</td><td>S</td></tr><tr><td>Swietenia macrophylla</td><td></td><td></td><td>0.54</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Swietenia mahagoni</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>0.65</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>D</td><td>M</td></tr><tr><td>Tabebuia heterophylla</td><td></td><td></td><td>0.58</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>S</td><td>S</td></tr><tr><td>Terminalia catappa</td><td></td><td></td><td>0.55</td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td>S</td><td>S</td></tr></tbody></table>

D = durable, M = moyennement durable, S = sensible (Rollet et al 2010, Gérard et al 2016)

## Conclusion

Les artisans, exploitants forestiers et agriculteurs démontrent un attachement aux produits du bois et de la forêt, illustrant ainsi une connaissance précieuse de la forêt guadeloupéenne. Cette expertise repose non seulement sur l'expérience personnelle et empirique, mais aussi sur la transmission intergénérationnelle des savoir-faire et usages. Bien que les artisans semblent vieillir, entrainant une perte à terme des connaissances et savoir-faire, ce métier qui était alors
une vocation tend à devenir une reconversion professionnelle. L'apprentissage s'adapte avec l'apparition de quelques formations professionnalisantes qui attirent de nouveaux utilisateurs, ainsi que l'arrivée d'étrangers s'installant pour travailler les essences locales. Les artisans déjà en activité démontrent une forte volonté de transmettre leurs connaissances dans des cadres appropriés. L'activité artisanale n'est pas près de disparaître, mais est amenée à évoluer.

## Remerciements

Je tiens à remercier particulièrement Jacques Beauchêne, chercheur écologue à l'UMR Ecofog pour m'avoir chaleureusement accueillie au sein de l'unité de recherche, et auprès de qui j'ai découvert une partie de la biodiversité de l'île et de ses voisines Dominique et Sainte Lucie. Merci de m'avoir initiée à l'écologie, merci pour tes nombreuses relectures et tes conseils avisés. Au plaisir de retravailler avec toi, en Guadeloupe ou ailleurs.

Mes remerciements vont également à toutes les personnes qui m'ont accordé leur temps et sans qui cette étude n'aurait pas pu voir le jour, artisans, passionnés, retraités, qui m'ont partagé leurs savoir-faire ainsi qu'une partie de leur culture, pour ça, je vous en suis reconnaissante. Mais aussi chercheurs et collègues qui m'ont appuyé sur des points techniques du traitement de mes données. Je pense notamment à Sophie Donnet pour m'avoir aiguillé sur R et l'application du modèle statistique bipartite.

Je tiens à remercier tout particulièrement Kessen Poitou et Cyril Hostache qui m'ont lancé dans l'étude en me partageant leur réseau avec un regard bienveillant, Jonathan Laurienty pour son initiation à l'art de la vannerie et M. Serin Rambo qui m'a emmenée plusieurs fois sur des chantiers de coupe de bois et m'a fait découvrir son métier de tronçonneur et son univers.

Je voudrais également remercier l'équipe enseignante qui m'a encadrée en amont et durant le stage, tout particulièrement ma tutrice Claire Durand ainsi que Michel Vaillant pour leur soutien et leur appui. Ma tutrice m'a apporté un regard extérieur utile et apprécié, encourageant l'interdisciplinarité de l'étude.

## Références

* Association Gaiac (2006) Des métiers du bois en Guadeloupe qui disparaissent. Editions Antillaises de Presse. France : 161 p.

* Barrau J., Montbrun C. (1978) La mangrove et l'insertion humaine dans les écosystèmes insulaires des Petites Antilles: Le cas de la Martinique et de la Guadeloupe. Social Science Information, 17 (6) : 897-919. doi: 10.1177/053901847801700606. [consulté le 21 mars 2023] url: https://doi.org/10.1177/053901847801700606.

* Cailliez F., Gril J., Thibaut B. (2002) Le bois, écomatériau par excellence. Le bois : 6p.

* Chiquet J., Donnet S., Barbillon P. (2023) Simple and Bipartite Stochastic Block Models [consulté le 13 septembre 2023]. https://grosssbm.github.io/sbm/articles/SBM_fungus_tree_network.html

* DAAF (2020) Programme régional de la forêt et du bois de Guadeloupe. 101 p.

* Dodier R. (2018) Perception sociale de la forêt : un espace plus prophylactique que pathogène. Revue Forestière Française, (2-3-4) : 287. doi: 10.4267/2042/70002. [consulté le 18 avril 2023] url: https://revueforestierefrancaise.agroparistech.fr/article/view/5137.

* Fournet J. (2002) Flore illustrée des phanérogames de Guadeloupe et de Martinique. Tome 1 et 2. Gondwana Editions. Montpellier : Cirad-Ed, 1331p.
une vocation tend à devenir une reconversion professionnelle. L'apprentissage s'adapte avec l'apparition de quelques formations professionnalisantes qui attirent de nouveaux utilisateurs, ainsi que l'arrivée d'étrangers s'installant pour travailler les essences locales. Les artisans déjà en activité démontrent une forte volonté de transmettre leurs connaissances dans des cadres appropriés. L'activité artisanale n'est pas près de disparaître, mais est amenée à évoluer.

## Remerciements

Je tiens à remercier particulièrement Jacques Beauchêne, chercheur écologue à l'UMR Ecofog pour m'avoir chaleureusement accueillie au sein de l'unité de recherche, et auprès de qui j'ai découvert une partie de la biodiversité de l'île et de ses voisines Dominique et Sainte Lucie. Merci de m'avoir initiée à l'écologie, merci pour tes nombreuses relectures et tes conseils avisés. Au plaisir de retravailler avec toi, en Guadeloupe ou ailleurs.

Mes remerciements vont également à toutes les personnes qui m'ont accordé leur temps et sans qui cette étude n'aurait pas pu voir le jour, artisans, passionnés, retraités, qui m'ont partagé leurs savoir-faire ainsi qu'une partie de leur culture, pour ça, je vous en suis reconnaissante. Mais aussi chercheurs et collègues qui m'ont appuyé sur des points techniques du traitement de mes données. Je pense notamment à Sophie Donnet pour m'avoir aiguillé sur R et l'application du modèle statistique bipartite.

Je tiens à remercier tout particulièrement Kessen Poitou et Cyril Hostache qui m'ont lancé dans l'étude en me partageant leur réseau avec un regard bienveillant, Jonathan Laurienty pour son initiation à l'art de la vannerie et M. Serin Rambo qui m'a emmenée plusieurs fois sur des chantiers de coupe de bois et m'a fait découvrir son métier de tronçonneur et son univers.

Je voudrais également remercier l'équipe enseignante qui m'a encadrée en amont et durant le stage, tout particulièrement ma tutrice Claire Durand ainsi que Michel Vaillant pour leur soutien et leur appui. Ma tutrice m'a apporté un regard extérieur utile et apprécié, encourageant l'interdisciplinarité de l'étude.

## Références

* Association Gaiac (2006) Des métiers du bois en Guadeloupe qui disparaissent. Editions Antillaises de Presse. France : 161 p.

* Barrau J., Montbrun C. (1978) La mangrove et l'insertion humaine dans les écosystèmes insulaires des Petites Antilles: Le cas de la Martinique et de la Guadeloupe. Social Science Information, 17 (6) : 897-919. doi: 10.1177/053901847801700606. [consulté le 21 mars 2023] url: https://doi.org/10.1177/053901847801700606.

* Cailliez F., Gril J., Thibaut B. (2002) Le bois, écomatériau par excellence. Le bois : 6p.

* Chiquet J., Donnet S., Barbillon P. (2023) Simple and Bipartite Stochastic Block Models [consulté le 13 septembre 2023]. https://grosssbm.github.io/sbm/articles/SBM_fungus_tree_network.html

* DAAF (2020) Programme régional de la forêt et du bois de Guadeloupe. 101 p.

* Dodier R. (2018) Perception sociale de la forêt : un espace plus prophylactique que pathogène. Revue Forestière Française, (2-3-4) : 287. doi: 10.4267/2042/70002. [consulté le 18 avril 2023] url: https://revueforestierefrancaise.agroparistech.fr/article/view/5137.

* Fournet J. (2002) Flore illustrée des phanérogames de Guadeloupe et de Martinique. Tome 1 et 2. Gondwana Editions. Montpellier : Cirad-Ed, 1331p.
Gérard J. (ed), Guibal D., Paradis S., Cerre J.-C., Châlon I., Thévenon M.-F., Thibaut A., Brancheriau L., Gandon G., Guyot A., Langbour P., Lotte S., Marchal R., Martin P., Thibaut B., Vernay M., Amusant N., Baudassé C., Boutahar N., Cabantous B., Gérard C., Méjean C., Mouras S., Troalen N., Vialle M., Volle G., Zaremski A., Baillères H., Beauchêne J., Boyer F., Calchera G., Candelier K., Daigremont C., Fouquet D., Gallet P., Koese S., Leménager N., Martin L., Napoli A., Pignolet L., Pinta F., Roda J.-M., Sales C., Valière P. (2016) Atlas des bois tropicaux. Ed. Quae.

Joseph P. (2009) La végétation forestière des Petites Antilles - synthèse biogéographiques et écologique, bilan et perspectives. Karthala. Paris : Karthala, 490 p.

Pastor-Gimeno J.D., Ortiz-Ávila D., Tortoriello S. (2020) État des lieux de la valorisation et de la connaissance du patrimoine culturel immatériel de Guadeloupe. Direction des Affaires Culturelles de Guadeloupe; Région de Guadeloupe; Association île du Monde, 623.

Ramade F., Joseph P. (2009) Impact de l'homme moderne sur les forêts tropicales_ Ses conséquences prévisibles sur la biodiversité planétaire et dans la perspective d'un développement durable. In: Écosystèmes forestiers des Caraïbes, Google-Books-ID: lpD_NoM0k_0C. Paris, France : Karthala Editions : p. 17

Rollet B., Bernard J.-F., David J., Detienne P., Fiard J.-P., Mouton J., Rousteau A. (2010) Introduction à la dendrologie. Office National des Forêts, 276 p. (Coll. Arbres des Petites Antilles).

Terral R., Sélise M. (2018) Dynamiques urbaines communes et spécificités des villes des Antilles françaises (Guadeloupe, Martinique) des origines de la colonisation (1635) à nos jours. Études caribéennes, (39-40) : doi: 10.4000/etudescaribeennes.12811. [consulté le 11 août 2023] url: https://journals.openedition.org/etudescaribeennes/12811.

Terver P. (1947) Le commerce des bois tropicaux. 2. L'embarquement des bois. Bois et forêts des tropiques, 1 : 61-72. doi: 10.19182/bft1947.1.a18307. [consulté le 14 août 2023] url: https://revues.cirad.fr/index.php/BFT/article/view/18307.

Vernay M., Mouras S. (2009) Utilisation des bois de Guyane dans la construction. Versailles : Ed. Quae, 159 p. (Guide pratique : Quae) ISBN 978-2-7592-0358-1
Gérard J. (ed), Guibal D., Paradis S., Cerre J.-C., Châlon I., Thévenon M.-F., Thibaut A., Brancheriau L., Gandon G., Guyot A., Langbour P., Lotte S., Marchal R., Martin P., Thibaut B., Vernay M., Amusant N., Baudassé C., Boutahar N., Cabantous B., Gérard C., Méjean C., Mouras S., Troalen N., Vialle M., Volle G., Zaremski A., Baillères H., Beauchêne J., Boyer F., Calchera G., Candelier K., Daigremont C., Fouquet D., Gallet P., Koese S., Leménager N., Martin L., Napoli A., Pignolet L., Pinta F., Roda J.-M., Sales C., Valière P. (2016) Atlas des bois tropicaux. Ed. Quae.

Joseph P. (2009) La végétation forestière des Petites Antilles - synthèse biogéographiques et écologique, bilan et perspectives. Karthala. Paris : Karthala, 490 p.

Pastor-Gimeno J.D., Ortiz-Ávila D., Tortoriello S. (2020) État des lieux de la valorisation et de la connaissance du patrimoine culturel immatériel de Guadeloupe. Direction des Affaires Culturelles de Guadeloupe; Région de Guadeloupe; Association île du Monde, 623.

Ramade F., Joseph P. (2009) Impact de l'homme moderne sur les forêts tropicales_ Ses conséquences prévisibles sur la biodiversité planétaire et dans la perspective d'un développement durable. In: Écosystèmes forestiers des Caraïbes, Google-Books-ID: lpD_NoM0k_0C. Paris, France : Karthala Editions : p. 17

Rollet B., Bernard J.-F., David J., Detienne P., Fiard J.-P., Mouton J., Rousteau A. (2010) Introduction à la dendrologie. Office National des Forêts, 276 p. (Coll. Arbres des Petites Antilles).

Terral R., Sélise M. (2018) Dynamiques urbaines communes et spécificités des villes des Antilles françaises (Guadeloupe, Martinique) des origines de la colonisation (1635) à nos jours. Études caribéennes, (39-40) : doi: 10.4000/etudescaribeennes.12811. [consulté le 11 août 2023] url: https://journals.openedition.org/etudescaribeennes/12811.

Terver P. (1947) Le commerce des bois tropicaux. 2. L'embarquement des bois. Bois et forêts des tropiques, 1 : 61-72. doi: 10.19182/bft1947.1.a18307. [consulté le 14 août 2023] url: https://revues.cirad.fr/index.php/BFT/article/view/18307.

Vernay M., Mouras S. (2009) Utilisation des bois de Guyane dans la construction. Versailles : Ed. Quae, 159 p. (Guide pratique : Quae) ISBN 978-2-7592-0358-1
# Vers la mise en place d'abaque d'équilibre hygroscopique des essences des feuillus tropicaux

ASSEKO ELLA Martian¹, MOUTOU PITTI Rostand¹,², GIACOMO Goli³, GRIL Joseph¹,⁴

¹Université Clermont Auvergne, CNRS, Clermont Auvergne INP, Institut Pascal, F-63000 Clermont-Ferrand, France

²CENAREST, IRT, BP 14070, Libreville, Gabon

³University of Florence, DAGRI-Department of Agriculture, Food, Environment and Forestry, 50145 Firenze, Italia

⁴Université Clermont Auvergne, INRAE, PIAF, F-63000 Clermont Ferrand, France

**Mots clefs** : Abaques ; Equilibre hygroscopique ; Isotherme de sorption ; Feuillus tropicaux

## Contexte et problématique

Les matériaux hygroscopiques comme le bois ont un état hydrique fortement influencé par l'environnement (humidité et température) dans lequel ils évoluent. Il est connu par ailleurs que leurs propriétés mécaniques peuvent fortement varier avec ces conditions climatiques. Leur utilisation en structure nécessite donc une meilleure estimation de l'état hydrique pour une bonne mise en œuvre. C'est dans ce sens que des normes de calculs pour la construction telles que l'Eurocode 5 se sont basées sur des outils tels que des abaques d'équilibres hygroscopiques. Cependant il n'en n'existe qu'un seul abaque à ce jour, conçu pour répondre à une problématique de séchage de bois résineux (Keylwerth et Noack 1964). De ce fait son usage pour les feuillus n'est pas forcément approprié. L'intérêt grandissant pour les feuillus, notamment tropicaux, conduit inévitablement à la réactualisation de l'Eurocode 5 en proposant des études similaires à celles effectuées sur les résineux. C'est ainsi que dans le projet ANR EFEUR5 des abaques d'équilibre hygroscopique ont été proposées pour les feuillus tempérés (Varnier 2019). Une généralisation plus complète des règlements associés à l'Eurocode 5 passe inévitablement par une intégration des feuillus tropicaux en effectuant des études similaires à celles des résineux et feuillus tempérés. L'objectif de ce papier est de présenter une approche qui pourrait être adoptée pour établir des abaques d'équilibre hygroscopique des feuillus tropicaux.

## Méthodologie envisagée

### Isotherme de sorption et paramètres du modèle de Merakeb

Dans le cadre de ce projet deux possibilités sont envisageables : (i) la première consisterait à partir de la base de données des essences tropicales du CIRAD, en collaboration avec l'UR BioWooEB ; (ii) la deuxième à mesurer des points de l'isotherme de sorption. En se basant sur cet isotherme, on peut considérer le modèle semi empirique de Merakeb (2006) assimilant la pression de vapeur saturante à un potentiel chimique d'une espèce en équilibre dont l'expression dépend de la pression de vapeur. En se basant sur l'équation de Clapeyron, il a proposé une relation reliant la teneur en eau W et l'humidité relative (HR) sous la forme $\ln(W/W_s) = \phi \ln(HR)$. $\exp(\alpha HR)$ où $\phi$ représente un paramètre thermodynamique, $\alpha$ une constante de calage dont les valeurs sont différentiées selon le cycle de sorption, $W_s$ la teneur en eau de saturation à 100% d'humidité relative. La Fig. 1 présente les mesures des points des isothermes en adsorption issues de notre base de données (Asseko 2022) pour deux essences tropicales avec les 3 paramètres du modèle de Merakeb (2006) que nous avons déterminés.
# Vers la mise en place d'abaque d'équilibre hygroscopique des essences des feuillus tropicaux

ASSEKO ELLA Martian¹, MOUTOU PITTI Rostand¹,², GIACOMO Goli³, GRIL Joseph¹,⁴

¹Université Clermont Auvergne, CNRS, Clermont Auvergne INP, Institut Pascal, F-63000 Clermont-Ferrand, France

²CENAREST, IRT, BP 14070, Libreville, Gabon

³University of Florence, DAGRI-Department of Agriculture, Food, Environment and Forestry, 50145 Firenze, Italia

⁴Université Clermont Auvergne, INRAE, PIAF, F-63000 Clermont Ferrand, France

**Mots clefs** : Abaques ; Equilibre hygroscopique ; Isotherme de sorption ; Feuillus tropicaux

## Contexte et problématique

Les matériaux hygroscopiques comme le bois ont un état hydrique fortement influencé par l'environnement (humidité et température) dans lequel ils évoluent. Il est connu par ailleurs que leurs propriétés mécaniques peuvent fortement varier avec ces conditions climatiques. Leur utilisation en structure nécessite donc une meilleure estimation de l'état hydrique pour une bonne mise en œuvre. C'est dans ce sens que des normes de calculs pour la construction telles que l'Eurocode 5 se sont basées sur des outils tels que des abaques d'équilibres hygroscopiques. Cependant il n'en n'existe qu'un seul abaque à ce jour, conçu pour répondre à une problématique de séchage de bois résineux (Keylwerth et Noack 1964). De ce fait son usage pour les feuillus n'est pas forcément approprié. L'intérêt grandissant pour les feuillus, notamment tropicaux, conduit inévitablement à la réactualisation de l'Eurocode 5 en proposant des études similaires à celles effectuées sur les résineux. C'est ainsi que dans le projet ANR EFEUR5 des abaques d'équilibre hygroscopique ont été proposées pour les feuillus tempérés (Varnier 2019). Une généralisation plus complète des règlements associés à l'Eurocode 5 passe inévitablement par une intégration des feuillus tropicaux en effectuant des études similaires à celles des résineux et feuillus tempérés. L'objectif de ce papier est de présenter une approche qui pourrait être adoptée pour établir des abaques d'équilibre hygroscopique des feuillus tropicaux.

## Méthodologie envisagée

### Isotherme de sorption et paramètres du modèle de Merakeb

Dans le cadre de ce projet deux possibilités sont envisageables : (i) la première consisterait à partir de la base de données des essences tropicales du CIRAD, en collaboration avec l'UR BioWooEB ; (ii) la deuxième à mesurer des points de l'isotherme de sorption. En se basant sur cet isotherme, on peut considérer le modèle semi empirique de Merakeb (2006) assimilant la pression de vapeur saturante à un potentiel chimique d'une espèce en équilibre dont l'expression dépend de la pression de vapeur. En se basant sur l'équation de Clapeyron, il a proposé une relation reliant la teneur en eau W et l'humidité relative (HR) sous la forme $\ln(W/W_s) = \phi \ln(HR)$. $\exp(\alpha HR)$ où $\phi$ représente un paramètre thermodynamique, $\alpha$ une constante de calage dont les valeurs sont différentiées selon le cycle de sorption, $W_s$ la teneur en eau de saturation à 100% d'humidité relative. La Fig. 1 présente les mesures des points des isothermes en adsorption issues de notre base de données (Asseko 2022) pour deux essences tropicales avec les 3 paramètres du modèle de Merakeb (2006) que nous avons déterminés.
<figure><img src="image_309.png" /><figcaption>Fig.1 : Isotherme de sorption pour une phase d'humidification ($\phi_{ad}$ paramètre en adsorption) :</figcaption></figure>

(a) Okoumé ; (b) Padouk.

## Proposition d'abaques d'équilibres hygroscopiques

Il est admis aujourd'hui que l'équilibre hygroscopique est conditionné par la température du milieu. Ainsi Perré et May (2001) et Merakeb (2006) ont proposé une première correction touchant particulièrement le taux d'humidité d'équilibre $W_s$ à 100% d'humidité relative, ou point de saturation des fibres (PSF). De même les travaux de Frandsen (2007), basés sur une approche des échanges thermodynamiques avec la température comme catalyseur selon le principe de Le Chatelier, ont permis de donner une forme analytique du PSF en fonction de la température :

$$w_s(T) = \left(w_s^0 + \frac{C_a}{C_e}\right) \cdot \exp\left(-\frac{C_e}{L} \cdot T\right) - \frac{C_a}{C_e}$$

Dans cette expression la température $T$ est exprimée en °C, $w_s^0$ désigne le PSF à 0°C, $C_a$ et $C_e$ représentent respectivement les capacités thermiques massiques du matériau anhydre et de l'eau, $L$ est la chaleur latente de vaporisation de l'eau libre. A partir de là, nous pouvons déterminer la relation $W_s(T)$ pour chacune des essences souhaitées. Cela permet de déterminer les isothermes de sorption de chaque essence pour chaque température. En regroupant l'influence de la température sur la teneur en eau de saturation, il est possible de proposer des abaques d'équilibre pour chaque essence.

## Références

Asseko Ella, M. (2022). Effet de la mécanosorption et de l'hygroviscoélasticité sur la fissuration des feuillus gabonais et résineux européens. Thèse de doctorat. Université Clermont Auvergne.

Frandsen H.L. (2007) Selected constitutive models for simulating the hygromechanical response of wood. Department of Civil Engineering, Aalborg University.

Keylwerth R., Noack D. (1964) Bundesforschungsanstalt für Forst-und Holzwirtschaft, Reinbek Institut für Holzphysik und mechanische Holztechnologie. Holz als Roh-und Werkstoff 22, 29–36. https://doi.org/10.1007/BF02627726

Merakeb S. (2006) Couplage hygromécanique dans le processus de diffusion dans le bois. Ph.D. thesis, Université de Limoges

Perré P., May B.K. (2001) A Numerical drying model that accounts for the coupling between transfers and solid mechanics. Case of highly deformable products. Dry. Technol. 19, 1629–1643.

Varnier M. (2019) Comportement thermo-hydro-mécanique différé des feuillus : des sciences du bois à l'ingénierie. Ph.D. thesis, Université de Limoges.
<figure><img src="image_307.png" /><figcaption>Fig.1 : Isotherme de sorption pour une phase d'humidification ($\phi_{ad}$ paramètre en adsorption) :
(a) Okoumé ; (b) Padouk.</figcaption></figure>

## Proposition d'abaques d'équilibres hygroscopiques

Il est admis aujourd'hui que l'équilibre hygroscopique est conditionné par la température du milieu. Ainsi Perré et May (2001) et Merakeb (2006) ont proposé une première correction touchant particulièrement le taux d'humidité d'équilibre $W_s$ à 100% d'humidité relative, ou point de saturation des fibres (PSF). De même les travaux de Frandsen (2007), basés sur une approche des échanges thermodynamiques avec la température comme catalyseur selon le principe de Le Chatelier, ont permis de donner une forme analytique du PSF en fonction de la température :

$$w_s(T) = \left(w_s^0 + \frac{C_a}{C_e}\right) \cdot \exp\left(-\frac{C_e}{L} \cdot T\right) - \frac{C_a}{C_e}$$

Dans cette expression la température $T$ est exprimée en °C, $w_s^0$ désigne le PSF à 0°C, $C_a$ et $C_e$ représentent respectivement les capacités thermiques massiques du matériau anhydre et de l'eau, $L$ est la chaleur latente de vaporisation de l'eau libre. A partir de là, nous pouvons déterminer la relation $W_s(T)$ pour chacune des essences souhaitées. Cela permet de déterminer les isothermes de sorption de chaque essence pour chaque température. En regroupant l'influence de la température sur la teneur en eau de saturation, il est possible de proposer des abaques d'équilibre pour chaque essence.

## Références

Asseko Ella, M. (2022). Effet de la mécanosorption et de l'hygroviscoélasticité sur la fissuration des feuillus gabonais et résineux européens. Thèse de doctorat. Université Clermont Auvergne.

Frandsen H.L. (2007) Selected constitutive models for simulating the hygromechanical response of wood. Department of Civil Engineering, Aalborg University.

Keylwerth R., Noack D. (1964) Bundesforschungsanstalt für Forst-und Holzwirtschaft, Reinbek Institut für Holzphysik und mechanische Holztechnologie. Holz als Roh-und Werkstoff 22, 29–36. https://doi.org/10.1007/BF02627726

Merakeb S. (2006) Couplage hygromécanique dans le processus de diffusion dans le bois. Ph.D. thesis, Université de Limoges

Perré P., May B.K. (2001) A Numerical drying model that accounts for the coupling between transfers and solid mechanics. Case of highly deformable products. Dry. Technol. 19, 1629–1643.

Varnier M. (2019) Comportement thermo-hydro-mécanique différé des feuillus : des sciences du bois à l'ingénierie. Ph.D. thesis, Université de Limoges.
# Effets synergiques et historiques des liquides hydroalcooliques sur le gonflement du chêne.

DUSSAUT Cédric<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, COLIN Julien<fnref n="1" />, CASALINHNO Joel<fnref n="1" />, TEISSIER DU CROIS Rémi<fnref n="2" />, LITOUX-DESRUES François<fnref n="2" />, ABADIE Charlotte<fnref n="3" />, PERRÉ Patrick<fnref n="1" />,<fnref n="4" />

**Mots clefs** : tonnellerie, corrélation d'images, extractibles, irréversibilité, sorption

## Contexte et objectifs

Le vieillissement est une étape clé du procédé de production des vins et spiritueux. Elle fait intervenir de nombreux échanges massiques et thermiques entre le liquide et le chai. La barrique en chêne constitue un milieu poreux complexe qui sert à la fois de contenant et d'interface d'échange. Lors du vieillissement, la partie interne de la barrique est imprégnée par le liquide qui migre vers l'extérieur. Au-delà du front d'imprégnation, un gradient de concentration de vapeur crée un flux diffusif vers le chai (del Alamo-Sanza et Nevares 2018). Ces phénomènes sont responsables d'une perte volumique connue sous le nom de part des anges, représentant entre 1% et 3% du volume de la barrique par an, en fonction des conditions environnementales (Mosedale et Puech 1998). De plus, le bois n'est pas inerte et la présence d'eau et d'éthanol peut modifier sa structure et ses propriétés physiques.

L'hygroscopicité du bois est liée à la capacité de sorption de l'eau dans la paroi cellulaire, par liaisons hydrogènes. De même, l'éthanol peut se lier à la paroi. Cette sorption entraîne un gonflement du bois en raison de sa structure sub-pariétale. Dans le cas d'une barrique, compte tenu de l'assemblage contraint mécaniquement, ce gonflement permet d'améliorer l'étanchéité entre les douelles.

Aujourd'hui, les effets couplés de l'eau, de l'éthanol et du temps sur la paroi cellulaire ne sont pas pleinement connus. Plusieurs travaux ont montré que le gonflement du bois dans l'éthanol était moins important que dans l'eau (Mantanis et al 1994). En ce qui concerne les solutions binaires, certaines études ont mis en lumière un hypergonflement, suggérant une synergie entre l'eau et l'éthanol (Meier et al 2005, Bossu et al 2018). Notre étude s'est concentrée sur les équilibres et les dynamiques de gonflement du chêne immergé dans des liquides purs et binaires. Trois résultats sont présentés : i) Influence de la concentration en éthanol du liquide sur le gonflement macroscopique du bois ; ii) Effet de l'historique des compositions de liquides successivement de mis en contact avec le bois de chêne et iii) Changement dimensionnel de l'état anhydre en fonction de la concentration d'éthanol lors de la phase d'immersion.

## Matériel et méthodes

Un dispositif expérimental original, constitué d'un banc optique et d'un support-échantillon, permet le suivi par corrélation d'images du gonflement de plusieurs échantillons de chêne,

<footnote n="1">¹Université Paris-Saclay, CentraleSupélec, Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux, 8-10 rue Joliot-Curie 91190, Gif-sur-Yvette,</footnote>

<footnote n="2">²Chêne&Cie, R&D, 76 Quai de Paludate, 33800, Bordeaux, France</footnote>

<footnote n="3">³Non affiliée</footnote>

<footnote n="4">⁴Université Paris-Saclay, CentraleSupélec, Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux, Centre Européen de Biotechnologie et de Bioéconomie (CEBB), 3 rue des Rouges Terres 51110 Pomacle, France</footnote>

<footnote>cedric.dussaut@centralesupelec.fr</footnote>
# Effets synergiques et historiques des liquides hydroalcooliques sur le gonflement du chêne.

DUSSAUT Cédric<fnref n="1" />,<fnref n="2" />, COLIN Julien<fnref n="1" />, CASALINHNO Joel<fnref n="1" />, TEISSIER DU CROIS Rémi<fnref n="2" />, LITOUX-DESRUES François<fnref n="2" />, ABADIE Charlotte<fnref n="3" />, PERRÉ Patrick<fnref n="1" />,<fnref n="4" />

**Mots clefs** : tonnellerie, corrélation d'images, extractibles, irréversibilité, sorption

## Contexte et objectifs

Le vieillissement est une étape clé du procédé de production des vins et spiritueux. Elle fait intervenir de nombreux échanges massiques et thermiques entre le liquide et le chai. La barrique en chêne constitue un milieu poreux complexe qui sert à la fois de contenant et d'interface d'échange. Lors du vieillissement, la partie interne de la barrique est imprégnée par le liquide qui migre vers l'extérieur. Au-delà du front d'imprégnation, un gradient de concentration de vapeur crée un flux diffusif vers le chai (del Alamo-Sanza et Nevares 2018). Ces phénomènes sont responsables d'une perte volumique connue sous le nom de part des anges, représentant entre 1% et 3% du volume de la barrique par an, en fonction des conditions environnementales (Mosedale et Puech 1998). De plus, le bois n'est pas inerte et la présence d'eau et d'éthanol peut modifier sa structure et ses propriétés physiques.

L'hygroscopicité du bois est liée à la capacité de sorption de l'eau dans la paroi cellulaire, par liaisons hydrogènes. De même, l'éthanol peut se lier à la paroi. Cette sorption entraîne un gonflement du bois en raison de sa structure sub-pariétale. Dans le cas d'une barrique, compte tenu de l'assemblage contraint mécaniquement, ce gonflement permet d'améliorer l'étanchéité entre les douelles.

Aujourd'hui, les effets couplés de l'eau, de l'éthanol et du temps sur la paroi cellulaire ne sont pas pleinement connus. Plusieurs travaux ont montré que le gonflement du bois dans l'éthanol était moins important que dans l'eau (Mantanis et al 1994). En ce qui concerne les solutions binaires, certaines études ont mis en lumière un hypergonflement, suggérant une synergie entre l'eau et l'éthanol (Meier et al 2005, Bossu et al 2018). Notre étude s'est concentrée sur les équilibres et les dynamiques de gonflement du chêne immergé dans des liquides purs et binaires. Trois résultats sont présentés : i) Influence de la concentration en éthanol du liquide sur le gonflement macroscopique du bois ; ii) Effet de l'historique des compositions de liquides successivement de mis en contact avec le bois de chêne et iii) Changement dimensionnel de l'état anhydre en fonction de la concentration d'éthanol lors de la phase d'immersion.

## Matériel et méthodes

Un dispositif expérimental original, constitué d'un banc optique et d'un support-échantillon, permet le suivi par corrélation d'images du gonflement de plusieurs échantillons de chêne,

<footnote n="1">¹Université Paris-Saclay, CentraleSupélec, Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux, 8-10 rue Joliot-Curie 91190, Gif-sur-Yvette,</footnote>

<footnote n="2">²Chêne&Cie, R&D, 76 Quai de Paludate, 33800, Bordeaux, France</footnote>

<footnote n="3">³Non affiliée</footnote>

<footnote n="4">⁴Université Paris-Saclay, CentraleSupélec, Laboratoire de Génie des Procédés et Matériaux, Centre Européen de Biotechnologie et de Bioéconomie (CEBB), 3 rue des Rouges Terres 51110 Pomacle, France</footnote>

<footnote>cedric.dussaut@centralesupelec.fr</footnote>
immergés simultanément, dans les directions radiale et tangentielle. Pour la première étude – gonflement en fonction de la composition du liquide –, les liquides purs ainsi que six concentrations intermédiaires en éthanol ont été utilisés (de 10%vol à 96%vol). Pour la troisième étude – déformation de l'état anhydre –, ces mêmes échantillons de bois ont été séchés à l'air sec puis de nouveau pris en photo. Enfin, pour la deuxième étude – historique des compositions de liquides mis en contact –, deux échantillons ont été soumis à des scénarios d'immersion différents, respectivement eau, puis éthanol, puis eau et éthanol, puis eau, puis éthanol.

## Résultats et discussions

*Influence de la concentration en éthanol du liquide sur le gonflement macroscopique du bois*

Les résultats (Fig. 1) montrent une synergie entre eau et éthanol, se traduisant par un hypergonflement tangentiel supérieur (jusqu'à 11%) quand les deux espèces sont en quantités suffisantes, c'est-à-dire sur la plage de concentration d'éthanol allant de 40%vol à 70%vol.

<figure><img src="image_310.png" /><figcaption>Fig. 1 : Gonflement maximal d'échantillons de chêne immergé dans différentes concentrations d'éthanol</figcaption></figure>

*Effet de l'historique des compositions des liquides mis en contact avec le bois de chêne*

Les résultats des études séquentielles (Fig. 2) indiquent que l'historique de mise en contact a une influence sur le gonflement macroscopique. En particulier, les valeurs d'hypergonflement observées pour mélanges binaires (40%vol à 70%vol d'éthanol) dans la première étude ont été retrouvées uniquement dans le cas où un échantillon a été immergé dans l'eau après avoir été immergé dans l'éthanol (échantillon A après 1000 heures et échantillon B entre la 500ème et la 1000ème heure). De plus, pour le changement inverse, à savoir eau vers éthanol, une baisse du gonflement a été observée pour les deux échantillons mais les dimensions restent supérieures à celles mesurées lors d'une première immersion dans l'éthanol.

*Changement dimensionnel de l'état anhydre en fonction de la concentration d'éthanol lors de la phase d'immersion*

Pour l'ensemble des échantillons, nous observons (Fig. 3) une réduction dimensionnelle de l'état anhydre après immersion dans le liquide par rapport à l'état anhydre initial, suggérant une irréversibilité de l'effet des liquides. Dans une certaine mesure, la courbe obtenue présente la même forme que la courbe relative à la première étude, indice ici encore d'une synergie des deux espèces présentes dans la phase liquide.
immergés simultanément, dans les directions radiale et tangentielle. Pour la première étude – gonflement en fonction de la composition du liquide –, les liquides purs ainsi que six concentrations intermédiaires en éthanol ont été utilisés (de 10%vol à 96%vol). Pour la troisième étude – déformation de l'état anhydre –, ces mêmes échantillons de bois ont été séchés à l'air sec puis de nouveau pris en photo. Enfin, pour la deuxième étude – historique des compositions de liquides mis en contact –, deux échantillons ont été soumis à des scénarios d'immersion différents, respectivement eau, puis éthanol, puis eau et éthanol, puis eau, puis éthanol.

## Résultats et discussions

*Influence de la concentration en éthanol du liquide sur le gonflement macroscopique du bois*

Les résultats (Fig. 1) montrent une synergie entre eau et éthanol, se traduisant par un hypergonflement tangentiel supérieur (jusqu'à 11%) quand les deux espèces sont en quantités suffisantes, c'est-à-dire sur la plage de concentration d'éthanol allant de 40%vol à 70%vol.

<figure><img src="image_308.png" /><figcaption>Fig. 1 : Gonflement maximal d'échantillons de chêne immergé dans différentes concentrations d'éthanol</figcaption></figure>

*Effet de l'historique des compositions des liquides mis en contact avec le bois de chêne*

Les résultats des études séquentielles (Fig. 2) indiquent que l'historique de mise en contact a une influence sur le gonflement macroscopique. En particulier, les valeurs d'hypergonflement observées pour mélanges binaires (40%vol à 70%vol d'éthanol) dans la première étude ont été retrouvées uniquement dans le cas où un échantillon a été immergé dans l'eau après avoir été immergé dans l'éthanol (échantillon A après 1000 heures et échantillon B entre la 500ème et la 1000ème heure). De plus, pour le changement inverse, à savoir eau vers éthanol, une baisse du gonflement a été observée pour les deux échantillons mais les dimensions restent supérieures à celles mesurées lors d'une première immersion dans l'éthanol.

*Changement dimensionnel de l'état anhydre en fonction de la concentration d'éthanol lors de la phase d'immersion*

Pour l'ensemble des échantillons, nous observons (Fig. 3) une réduction dimensionnelle de l'état anhydre après immersion dans le liquide par rapport à l'état anhydre initial, suggérant une irréversibilité de l'effet des liquides. Dans une certaine mesure, la courbe obtenue présente la même forme que la courbe relative à la première étude, indice ici encore d'une synergie des deux espèces présentes dans la phase liquide.
<figure><img src="image_311.png" /><figcaption>Fig. 2 : Gonflement tangentiel d'échantillons de chêne soumis à différentes séquences d'immersion</figcaption></figure>

<figure><img src="image_312.png" /><figcaption>Fig. 1 : Changement dimensionnel de l'état anhydre d'échantillons de chêne après immersion dans différentes concentrations d'éthanol</figcaption></figure>

## Discussion

Les résultats présentés indiquent que les effets couplés de l'eau et de l'éthanol sur le bois sont plus complexes que la simple additivité. À l'équilibre (Fig. 2), les valeurs de gonflements synergiques en présence des deux espèces (eau et éthanol) suggèrent que ces derniers présentent des affinités pour des sites de sorption communs mais aussi pour des sites qui leur sont propres. Il est notamment connu que l'eau s'adsorbe particulièrement sur les hémicelluloses et la cellulose amorphe. L'éthanol aurait, quant à lui, une affinité plus faible pour ces sites de sorption mais serait capable d'interagir avec la lignine. Une des hypothèses fait intervenir le poids et l'encombrement moléculaires des espèces, soutenant que l'eau est plus apte que l'éthanol à s'insérer entre les polysaccharides pour atteindre les sites de sorption. De plus, l'éthanol peut générer d'autres types d'interactions avec la paroi cellulaire, en altérant la lignine, en particulier au niveau de la lamelle moyenne et du point triple, et ainsi rendre la structure du bois plus flexible.

Ces hypothèses sont confirmées par les résultats de l'étude séquentielle (Fig. 2). En observant la courbe bleue, le remplacement de l'eau par l'éthanol dans le milieu liquide mène à un nouvel