Analyse du Processus de Fissuration dans le Bois sous Sollicitations Mécanique et Climatique : Apports de l'Emission Acoustique

L’objectif de ce travail de these est d’envisager les apports de l’Emission Acoustique (EA) en tant qu’outil de diagnostic et de surveillance des structures et ouvrages en bois. Nous avons applique cet outil et developpe des methodes de suivi de la fissuration. Si l’objectif affiche est l’utilisation de l’EA pour de la surveillance in-situ, un passage par des manipulations en laboratoire a ete necessaire pour valider les methodes mises en œuvre. Des essais de chargement a deplacement impose ont ete realises sur des eprouvettes de Douglas (DCB a inertie constante) soumises a un chargement en mode I, pour deux teneurs en eaux distinctes. En parallele du systeme d’acquisition acoustique, un systeme d’acquisition d’images a ete utilise pour suivre l’evolution de la fissuration sur les faces principales des eprouvettes.Dans un premier temps, nous avons constate que la cinetique de fissuration etait correlee a l’energie acoustique des signaux enregistres. Une ecoute globale, sans filtration des donnees, fournit une indication sur l’evolution de l’endommagement d’une structure.En effectuant un premier traitement des donnees, en considerant les evenements acoustiques et en utilisant des courbes de correction de localisation et d’amplitude des signaux, nous avons pu determiner la position d’un (ou plusieurs) pic(s) d’activite acoustique. La courbe d’evolution de la position de ce(s) pic(s) d’activite donne un resultat similaire a celle de la pointe de fissure obtenue avec le systeme d’imagerie. Nous avons ainsi pu estimer un taux de restitution d’energie moyen Gc. Dans le but de passer a des applications in situ, nous avons mis en œuvre cette methode lors d’un essai de fluage sur une eprouvette a inertie variable. L’EA a su prendre le relais lorsque les releves visuels etaient absents. L’EA a aussi pu fournir des informations complementaires sur l’initiation et la propagation de la fissuration et ce, sur une duree surveillance longue.La methode de detection des pics d’activites par EA montre que les evenements acoustiques de forte amplitude sont localises de part et d’autre de la pointe de fissure obtenue par imagerie. Dans un deuxieme temps, en effectuant un parallele avec les methodes developpees dans les materiaux composites, le bois pouvant y etre assimile par certains aspects, nous avons pu, par une utilisation conjointe des outils statistiques, de l’imagerie electronique (MEB) et de l’analyse des formes d’ondes, identifier les mecanismes de ruine presents lors des essais.Apres un travail de filtration des donnees obtenues sur des essais a mode de ruine choisi (traction, flexion et cisaillement), quatre familles d’evenements ont pu etre mis en evidence. Par l’etude de leurs formes d’ondes respectives, ces familles ont pu etre associees a de la rupture de fibre, de la fissuration de matrice, de la decohesion et du delaminage telles qu’on les retrouve dans les materiaux composites. L’etude au MEB a confirme qu’une multitude de mecanismes etaient presents sur les plans de fissuration des eprouvettes et la vraisemblance des resultats obtenus.D’un point de vue quantitatif, deux mecanismes de ruine principaux ressortent : la rupture de fibres et la fissuration matricielle. Il s’agit la d’indicateurs dont l’evolution peut constituer un indicateur, precurseur a la ruine d’un ouvrage. Le travail effectue dans cette these constitue un pas dans l’emploi de l’EA dans la surveillance des structures et des ouvrages en bois et laisse entrevoir d’autres emplois notamment en mecanique de la rupture et dans l’etude des zones d’elaboration.