Questions Examen 2013 UE 938 Meriem

Nom :
Prénom :
Master FAGE
UE938
Propriétés de base du matériau bois
PHYSIQUE ET MECANIQUE (intervention de Meriem Fournier)
Contrôle des connaissances
Documents autorisés
Durée : 30 minutes
LE SUJET DOIT ETRE RENDU AVEC LA COPIE.
Pour les questions à choix multiples, une seule réponse à entourer.
Question 1 (Mécanique)
s
e
1.1 La courbe ci-dessus représente les résultats de l’essai mécanique de compression axiale
photographié. Pouvez-vous expliquer :
1.1.1. Comment on calcule slorsqu’on connait la force de compression F et les dimensions
de l’échantillon (L longueur parallèle aux fibres, a et b dimensions transversales) ?
a) s= F L / ba²
b) s= F /L
c) s= L/F
d) s= F/ab
1.1.2. Sur la courbe, quelles sont les unités de l’axe horizontal e et de l’axe vertical s ?
Comment obtient-on sur la courbe le module d’élasticité du bois? Même question
pour la contrainte de rupture ? (indiquez vos réponses sur la courbe ci-dessous)
s
e
1.1.4
Une valeur du module d’élasticité du bois sec à l’air parallèlement aux fibres, ce
serait plutôt 10, 100, 1000, 10 000, 100 000 MPa ? (entourez la bonne réponse)
Question 2 (Physique)
2.1. Pour évaluer la biomasse de bois sec (sans eau) contenue dans un peuplement forestier à partir
de la donnée du volume de bois sur pied sous écorce, vous avez besoin de connaître
a) La densité du bois sec à l’air
b) L’infradensité
c) La densité anhydre
d) La constante diélectrique
2.2. Les valeurs des retraits totaux linéiques du bois au séchage c’est plutôt en moyenne :
a) 5% dans la direction radiale, 10% dans la direction tangentielle et 0,1% dans le sens du fil
b) 0,5% dans la direction radiale, 1% dans la direction tangentielle et 10% dans le sens du fil
c) 0,5% dans la direction radiale, 1% dans la direction tangentielle et 0,1% dans le sens du fil
d) 10% dans la direction radiale, 5% dans la direction tangentielle et 1% dans le sens du fil
Question 3 (Biomécanique)
3.1. Les autocontraintes qui font fendre certaines grumes à l’abattage sont générées
a) Par la force du vent et dépendent de l’ouverture du milieu
b) Par la formation du bois, plus précisément par la maturation cellulaire
c) Par le séchage du bois en période estivale
3.2. Barrez la phrase fausse
a) Ces autocontraintes sont bénéfiques à l’arbre et permettent le contrôle de l’orientation
des axes
b) Ces autocontraintes varient avec l’environnement mécanique de l’arbre car le cambium a
la capacité de percevoir son orientation et d’acclimater la qualité du bois
c) Ces autocontraintes sont des adaptations à certaines conditions de sécheresse
Question 4 : Caractérisation des propriétés du bois et relations structure/propriétés
Le tableau ci-dessous donne les valeurs de la contrainte de rupture en compression du bois sec
parallèle moyenne de l’essence (données FCBA et CIRAD, bois sans défaut) :
Essence
Pin maritime
Douglas
Sapin
Chênes
Densité du bois sec à l’air
0,54
0,53
0,46
0,71
Contrainte de rupture (MPa)
39
50
46
50
La règle suivante est souvent énoncée ‘plus un bois est dense, plus ses propriétés mécaniques sont
élevées ».
4.1. On vous dit que le pin maritime est caractérisé par une forte teneur en résine, est ce que ça
permet d’expliquer pourquoi sa contrainte de rupture est faible alors que sa densité est plus
élevée que la plupart des conifères ?
4.2. Quelles caractéristiques anatomiques du chêne pourraient expliquer des propriétés mécaniques
assez modestes pour une forte densité ?
4.3. Le bois de compression des résineux se caractérise (entre autres) du bois « normal » par une
densité un peu plus forte (20 à 30%) et un angle des microfibrilles beaucoup plus ouvert (25-45
degrés). Pensez-vous que son module d’élasticité est plus grand ou plus petit que celui du bois
normal ?
4.4. Pouvez-vous expliquer plus généralement ce qui fait que la règle « un bois dense a une forte
rigidité et une forte résistance » est statistiquement vraie lorsqu’on observe un grand nombre
d’essences, et ce qui peut la mettre en défaut sur quelques échantillons ?