Diffusion properties of Gabonese tropical hardwoods and European softwoods measured with low-tech equipment and by an inverse method - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue Bois et Forêts des Tropiques Année : 2024

Diffusion properties of Gabonese tropical hardwoods and European softwoods measured with low-tech equipment and by an inverse method

Mesure de la diffusion dans le bois des feuillus tropicaux du Gabon et des résineux européens à l’aide de moyens à faible technicité et par méthode inverse

Résumé

This paper presents an experimental approach to studies of the sorption and diffusion properties of wood. Five timber species - three African tropical hardwoods, Padauk, Okoume and Iroko, and two tempe- rate softwoods, Silver fir and Douglas fir - were studied in adsorption mode. Specimens with 10- and 20-mm longitudinal (L) and transverse (RT) thickness were waterproo- fed on their sides to force diffusion in those directions. After kiln drying, the specimens were hung with nylon wires under cover in a home-made box in which salt solutions provided constant relative humidity (RH) and conditioned at 43, 55, 75, 84, and 97% RH in successive steps. Temperature was maintained between 20 and 24 °C. During the equilibration steps, the samples were periodically weighed, without altering the environmental conditions imposed, by hanging the nylon wire to a spring gauge through a small hole in the box cover. The sorption isotherm properties and diffusion parameters were obtained using an inverse method based on optimisation of a 1D finite difference model. The parameters obtained show a decreasing correlation between dif- fusion coefficient and density, as observed by several authors in the literature. They also illustrate the impact of extractives on the sorption isotherm parameters. These results show that tropical species with high density or many extractives behave very differently to European softwoods, which impedes the application of Eurocode 5 equi- librium standards for these species.
Cet article présente une approche expérimentale appliquée à l’étude des proprié- tés de sorption et de diffusion du bois. Cinq essences de bois - trois feuillus tropicaux africains, le padouk, l’okoumé et l’iroko, et deux résineux tempérés, le sapin blanc et le Douglas - ont été étudiées en mode adsorption. Des échantillons d’une épaisseur longitudinale (L) de 10 mm et transversale (RT) de 20 mm ont été imperméabilisés sur leurs côtés afin de forcer la diffusion dans ces directions. Après séchage, les échantillons ont été suspendus sous couvert par des fils de nylon dans une boîte fabriquée artisanalement dans laquelle des solutions salines assuraient une humidité relative (HR) constante, puis conditionnés par étapes successives à 43, 55, 75, 84 et 97 % HR, la température étant maintenue entre 20 et 24 °C. Au cours des étapes d’équilibrage, les échantillons ont été périodiquement pesés sans modifier les conditions environnementales imposées, en passant le fil de nylon à travers un petit trou dans le couvercle de la boîte pour suspendre l’échantillon à un peson. Les propriétés de l’isotherme de sorption et les paramètres de diffusion ont été obtenus par une méthode inverse basée sur l’optimisa- tion d’un modèle 1D aux différences finies. Les paramètres obtenus montrent une corrélation décroissante entre le coefficient de diffusion et la densité, comme l’ont observé plusieurs auteurs dans la littérature. Ils illustrent également l’impact des extractibles sur les paramètres de l’isotherme de sorption. Ces résultats démontrent que les essences tropicales à forte densité ou à forte teneur d’extractibles se comportent très différemment des résineux européens, ce qui empêche l’utilisation pour ces essences des normes d’équilibre de l’Eurocode 5.
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hal-04733166 , version 1 (11-10-2024)

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Citer

Martian Asseko, Arthur Bontemps, Gael Godi, Rostand Moutou Pitti, Giacomo Goli, et al.. Diffusion properties of Gabonese tropical hardwoods and European softwoods measured with low-tech equipment and by an inverse method. Bois et Forêts des Tropiques, 2024, 360, pp.1-12. ⟨10.19182/bft2024.360.a37392⟩. ⟨hal-04733166⟩
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