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Plywood made of poplar are limited to indoor usages since poplar exhibits a rather low natural durability. Recently, wood heat treatments have been applied to improve properties such as decay susceptibility and dimensional stability. This study examines the potential of exposing poplar plywood to heat treatment to extend the potential of applications of this engineered wood product to outdoor end uses, and new markets accordingly. Plywood panels were glued with two different adhesive formulations based on the same melamine-urea-formaldehyde (MUF) resin to compare their respective ability to resist to the heat treatment. These different plywoods were thermally modified in saturated steam conditions at 215 °C for 2 hours following the ThermoWood® process, up to reach 14% in mass loss. The durability improvement brought by the heat treatment was assessed in order to evaluate any possible outdoor uses for such plywood. After all the conducted analyses, the potential to use heat treated poplar plywoods in humid interior and protected exterior service conditions was confirmed. ANR-10-EQPX-16 XYLOFOREST laboratoire Mixte Public/privé qui associe les Arts et Métiers (campus de Cluny) et l’entreprise Brugère

Balanites aegyptiaca est une espèce caractéristique et emblématique des zones sèches d’Afrique et d’Asie. Elle revêt une grande importance socio-économique dans toute sa zone naturelle de répartition du fait de ses multiples usages. Toutefois, les propriétés technologiques de son bois sont mal connues, d’où des utilisations parfois inappropriées mais qui pourraient être élargies. Afin de mieux adapter ses applications à ses caractéristiques, nous avons déterminé les indicateurs de stabilité physique (masse volumique, infradensité, retrait radial total, retrait tangentiel total, retrait volumique total et point de saturation des fibres) et les indicateurs de comportement mécanique (module d’élasticité longitudinal, contrainte de rupture en flexion et compression) de ce bois. Quatre-vingt-treize éprouvettes prélevées dans 13 arbres provenant des zones sahélienne et soudanienne tchadiennes, et de la zone sahélienne sénégalaise ont été testées. Les résultats obtenus montrent que, pour les trois provenances, le bois de B. aegyptiaca est mi-lourd (797 kg/m3) avec une stabilité dimensionnelle moyenne : l’anisotropie de retrait est supérieure à 2 (2,2), le retrait radial total et le retrait tangentiel total sont moyens, respectivement égaux à 4 % et 8,5 %. Ses caractéristiques mécaniques sont moyennes (contraintes de rupture en compression et flexion statique respectivement égales à 49,4 MPa et 104,5 MPa) à faible (module d’élasticité longitudinal de 10 473 MPa). Une comparaison des résultats obtenus en fonction des zones de prélèvement a mis en évidence des tendances variables selon les caractéristiques étudiées. Ces variations entre les trois provenances restent cependant limitées. Les résultats de l’étude montrent que le bois de B. aegyptiaca pourrait être utilisé de façon appropriée sous forme de matériau pour une plus large gamme d’emplois, sous réserve de la mise en place d’une gestion adaptée permettant sa restauration par plantation.

Faidherbia albida is a typical emblematic species of African dryland areas. In Chad, it is used for many purposes, but very little is known about the technological properties of its wood, which sometimes leads to inappropriate uses. This work consisted to study the physical and mechanical properties of this wood, collected in the Sahelian and Sudanian chadian zone. As well as the impact study of the sampling areas of these properties. The result obtained shows that, the density, infradensity; modulus of elasticity, compression strength were significantly higher in the Sahelian zone than in the Sudanian zone, i.e. 508 and 409 kg·m−3; 5555 and 23.7 MPa, compared to 444 and 359 kg·m−3; 4150 and 19.6 MPa. The total tangential shrinkage, total volumetric shrinkage, fibre saturation point; static bending strength were significantly lower in wood from the Sahelian zone compared to the Sudanian zone, i.e. 4.6%, 7.7%, 23.7%; 42.5 MPa, compared to 6.6%, 9.5%, 28.9%; 52.6 MPa. The total radial shrinkage values obtained were not significantly different between the two provenances (mean: 3.1%).

Faidherbia albida et Balanites aegyptiaca sont deux espèces caractéristiques et emblématiques de la zone semi-aride tchadienne. Elles revêtent une grande importance socio-économique dans toutes leurs zones naturelles de répartition du fait de leurs multiples usages. La présente étude de nature exploratoire a consisté à comprendre le déterminisme des variations des caractéristiques du bois des deux espèces en relation avec leurs variations de conditions de croissance. Sa finalité est de mieux connaitre l'hétérogénéité de comportement technologique des bois de ces deux espèces afin de mieux les valoriser dans les processus de reboisement et d'élargir leur domaine d'utilisation locale. L'étude a été réalisée selon deux approches. La première a consisté à déterminer par des méthodes conventionnelles et normalisées une sélection de caractéristiques physiques, mécaniques et chimiques des bois prélevés dans deux zones climatiques tchadiennes (zone sahélienne et zone soudanienne) et une zone climatique sénégalaise (zone sahélienne), et à étudier leurs variations en fonction des conditions de croissance liées essentiellement aux différences climatiques. La seconde a consisté à étudier les variations radiales de caractéristiques physiques, mécaniques, et de la composition isotopique de carbone 13 (δ13C), ceci en fonction de la croissance des arbres, par des mesures réalisées sur des micro-échantillons prélevés au niveau des cernes. Les résultats du premier volet de l'étude ont mis en évidence pour les deux espèces des tendances variables pour toutes les caractéristiques étudiées. Pour Faidherbia albida, l'infradensité, la masse volumique, les retraits de séchage et les trois caractéristiques mécaniques étudiées sont significativement plus élevés dans la zone sahélienne sénégalaise que dans les deux provenances tchadiennes. Cette même tendance est observée pour les taux d'extractibles et de lignine, mais les taux de cellulose et d'hémicellulose sont significativement plus élevés dans la zone sahélienne tchadienne. Pour Balanites aegyptiaca, les tendances sont variables suivant les propriétés, avec un effet inverse des provenances pour le retrait tangentiel et le retrait radial, et aucune tendance marquée pour le retrait volumique. Le point de saturation des fibres est faible pour les trois provenances (inférieur à 25 %). En zone soudanienne tchadienne, la masse volumique est significativement plus élevée que dans les deux autres zones, alors que la contrainte de rupture en compression et le module d'élasticité longitudinal sont moins élevés. Les taux de lignine et d'hémicellulose sont plus élevés en zone sahélienne tchadienne. Une analyse des extractibles par GC-MS a mis en évidence des différences marquées entre les deux espèces d'une part et les trois provenances d'autre part. Ces différences pourraient être mises en relation avec celles observées entre provenances et espèces pour certaines propriétés physiques et mécaniques du bois telles que les retraits de séchage, le PSF, la masse volumique et le module d'élasticité. L'effet de chaque extractible sur ces propriétés resterait cependant à établir, en tenant compte des probables impacts conjugués de ces différents composés. Le second volet de l'étude a montré que l'accroissement moyen était légèrement supérieur en zone soudanienne qu'en zone sahélienne ce qui reflète les différences de conditions climatiques qui impactent la croissance des arbres. Pour Faidherbia albida, l'absence de différence significative de δ13C entre les deux provenances peut s'expliquer par le fait que cette espèce est une phréatophyte. Pour Balanites aegyptiaca, le δ13C moyen dans la zone sahélienne est significativement inférieur à celui de la zone soudanienne, tendance inverse à celle à laquelle on pouvait s'attendre. Ce résultat tend à montrer que cette espèce présente une bonne efficacité et une bonne stratégie opportuniste d'utilisation de l'eau. L'étude des relations entre les variables prises deux à deux a donné des résultats contrastés. L'absence de relation entre la largeur de cerne et la pluviométrie peut être liée à plusieurs causes : pluviométrie sur les sites de prélèvement des bois différente de celle de la station météorologique éloignée de ces sites, comportement phréatophile avéré de Faidherbia albida et possible pour Balanites aegyptiaca, et délimitation incertaine des cernes liée à leur structure. Les perspectives de recherche à venir sur les deux espèces sont multiples, et concernent aussi bien le protocole d'échantillonnage (utilisation de branches au lieu de troncs), l'étude des rythmes de croissance afin de comprendre le phénomène de disparition/fusion partielle des cernes, que l'élargissement de l'étude à d'autres provenances.

The diagnosis of various pathologies, including some cancers, has long been based on palpation, since a tumor is significantly stiffer than healthy tissue. More advanced and quantitative methods have been developed over the last decades, especially the Magnetic Resonance Elastography (MRE). This method uses magnetic resonance imaging (MRI) on mechanically stressed tissue to estimate the mechanical properties of soft tissue. The reconstruction of the elasticity modulus of the tissue in MRE is often based on a model with simple behavior laws of the imaged tissue (linear elasticity, isotropy, homogeneity), which could be extended to more complex cases thanks to modeling by the Finite Element Method (FEM) in particular. FEM has been used in MRE to simulate the propagation of mechanical waves in a tissue, to better understand the effects of different parameters on MRE measurements, to reconstruct stiffness, to evaluate novel MRE inversion methods, etc. However, in inhomogeneous cases with complex interfaces, FEM modeling can be particularly costly as it requires an explicit mesh of these interfaces. In this work, we explored, using an explicit dynamic FE solver developed in this thesis, the behavior of mechanical waves propagating in a linear, isotropic, viscoelastic and inhomogeneous medium, in order to better control the parameters of a MRE experiment. In the solver, the eXtended Finite Element Method (XFEM) has been implemented; this formulation of FEM originates from fracture mechanics and has been widely used over the last two decades to model discontinuities such as cracks and inclusions. Using the developed numerical tool, we studied the behavior of waves in the vicinity of an interface (oblique or complex), in particular the phenomena of wave reflection and wave conversion. It has been shown that the use of the XFEM method significantly reduces the computation time while ensuring an equivalent accuracy, in terms of displacement fields and reconstructed stiffness. Furthermore, we have addressed, by simulation, the criterion of establishing the steady state of the waves which must be reached to ensure correct recording by MRI. Today, this criterion is still empirical and can influence the quality of MRE data. We have thus proposed a metric to quantify the achievement of the steady state of wave propagation in a tissue with or without inclusion. Finally, these methods were implemented on a practical case of breast MRE. Based on breast models, we evaluated the influence of experimental parameters (size and position of the inclusion, polarization of the excitation, boundary conditions, etc.) on the achievement of steady state., Le diagnostic de différentes pathologies, dont certains cancers, a longtemps été basé sur la palpation, puisqu'une tumeur est sensiblement plus rigide qu'un tissu sain. Des méthodes plus avancées et quantitatives ont été développées au cours des dernières décennies, notamment l'Elastographie par Résonance Magnétique (ERM). Cette méthode utilise l'imagerie par résonance magnétique (IRM) sur un tissu sollicité mécaniquement pour estimer les propriétés mécaniques des tissus mous. La reconstruction du module d'élasticité du tissu en ERM est souvent basée sur un modèle avec des lois de comportement simples du tissu imagé (élasticité linéaire, isotropie, homogénéité), qui pourrait être étendu à des cas plus complexes grâce à la modélisation par la Méthode des Eléments Finis (MEF) notamment. La MEF a été utilisée en ERM pour simuler la propagation des ondes mécaniques dans un tissu, pour mieux comprendre les effets de différents paramètres sur les mesures d’ERM, reconstruire la rigidité, évaluer de nouvelles méthodes d’inversion d’ERM, etc. Cependant, dans des cas inhomogènes avec interfaces complexes, la modélisation par MEF peut être particulièrement coûteuse car elle nécessite un maillage explicite de ces interfaces. Dans ce travail, nous avons exploré, à l'aide d'un solveur EF en dynamique explicite développé dans cette thèse, le comportement d'ondes mécaniques se propageant dans un milieu linéaire, isotrope, viscoélastique et inhomogène, en vue d'une meilleure maîtrise des paramètres d'une expérimentation d'ERM. Dans le solveur a été implémentée la méthode des éléments finis étendue (XFEM); cette formulation de la MEF provient de la mécanique des fractures et a été largement utilisée au cours des deux dernières décennies pour modéliser des discontinuités comme les fissures et les inclusions. A l'aide de l'outil numérique développé, nous avons étudié le comportement des ondes au voisinage d'une interface (oblique ou complexe), en particulier les phénomènes de réflexion et de conversion des ondes. Nous avons pu montrer que l'utilisation de la méthode XFEM réduit sensiblement les temps de calcul tout en assurant une précision équivalente, en termes de champs de déplacement et de rigidité reconstruite. Par ailleurs, nous avons abordé, par simulation, le critère d'établissement du régime stationnaire des ondes qui doit être atteint pour assurer l'enregistrement correct par IRM. Or aujourd'hui ce critère est empirique et peut influencer la qualité des données ERM. Nous avons ainsi proposé une métrique pour quantifier l'atteinte du régime stationnaire de propagation des ondes dans un tissu avec ou sans inclusion. Enfin, ces méthodes ont été mises en oeuvre sur un cas pratique d'ERM du sein. Avec les modèles du sein, nous avons évalué l'influence des paramètres expérimentaux (taille et position de l'inclusion, polarisation de l'excitation, conditions aux limites, etc.) sur l'atteinte du régime stationnaire.

In this study, carbonized peanut shells, cashew shells and millet stalks were used as raw materials to produce coal briquettes. Clay and arabic gum were applied as binders during briquetting by use of manual press. Physicochemical and mechanical tests of the obtained briquettes were conducted. The results show that the lower heating values of coal briquettes remain higher to that of wood; however, their ash contents are very high compared to wood. Combustion of coal briquettes samples show also that coal briquettes of peanut shells, cashew shells, and millet stalks ignite respectively at 312, 202.5 and 150.5°C. Bulk densities of these briquettes are respectively 543, 765 and 579 kg/m3. Briquette made with arabic gum presents mechanical compressive strength above 1 MPa. Key words: Coal briquettes, binders, heating value, bulk density, compressive strength.

Flax fibers are commonly used to reinforce mechanical properties of polymer-matrix composites, but can also enhance antioxidative properties of polyethylene matrix: lignin, which is one of the components of plant fibers has the advantage of containing phenols, molecules well known for their antioxidant properties. In this study, its oxidative stabilization effect on unstabilized polyethylene matrix has been demonstrated. It has then been shown by thermal analysis, that the Oxidation Induction Time of the polyethylene matrix increases from 0 to 25 min when the flax fiber content is raised from 0 to 54%, and that the flax fibers cause a slight increase in the degradation temperature of the polyethylene matrix. During thermooxidative ageing, this study has highlighted that the flax fibers also improve the oxidative stability of the polyethylene by inhibiting the oxidation mechanisms of the polyethylene matrix.

International audience; After a few decades of increasing interest, spark plasma sintering (SPS) has now become a mature powder metallurgy technique, which allows assessing its performances toward fabricating enhanced materials. Here, the case of metals and alloys will be presented. The main advantage of SPS lies in its rapid heating capability enabled by the application of high intensity electric currents to a metallic powder. This presents numerous advantages balanced by some limitations that will be addressed in this review. The first section will be devoted to sintering issues, with an emphasis on the effect of the electric current on the densification mechanisms. Then, typical as-SPS microstructures and properties will be presented. In some cases, they will be compared with that of materials processed by conventional techniques. As such, examples of nanostructured materials, intermetallics, metallic glasses, and high entropy alloys, will be presented. Finally, the implementation of SPS as a technique to manufacture complex, near-net shape industrial parts will be discussed.; Après quelques dizaines d‘années d'intérêt croissant, le frittage-flash ou spark plasma sintering (SPS) a atteint un stade de maturité en tant que technique de métallurgie des poudres, qui permet d'évaluer ses performances au travers de la fabrication de matériaux avancés. Nous présenterons ici le cas des métaux et alliages. Le principal avantage du SPS réside dans sa capacité de chauffage rapide qui est rendue possible par l'application de courants électriques de haute intensité à une poudre métallique. Cela présente de nombreux avantages contrebalancés par certaines limitations qui seront abordées dans cette revue. La première partie sera consacrée à la problématique du frittage, avec un accent particulier sur l'effet du courant électrique sur les mécanismes de densification. Ensuite, nous présenterons un certain nombre de microstructures et propriétés types à l’état brut de SPS. Dans certains cas, une comparaison sera faite avec les matériaux élaborés par des techniques conventionnelles. A ce titre, des exemples de matériaux nanostructurés, d‘intermétalliques, de verres métalliques et d‘alliages à haute entropie seront présentés. Enfin, nous discuterons de la mise en œuvre du SPS en tant que technique de fabrication de pièces industrielles complexes et proches des cotes.

International audience; After a few decades of increasing interest, spark plasma sintering (SPS) has now become a mature powder metallurgy technique, which allows assessing its performances toward fabricating enhanced materials. Here, the case of metals and alloys will be presented. The main advantage of SPS lies in its rapid heating capability enabled by the application of high intensity electric currents to a metallic powder. This presents numerous advantages balanced by some limitations that will be addressed in this review. The first section will be devoted to sintering issues, with an emphasis on the effect of the electric current on the densification mechanisms. Then, typical as-SPS microstructures and properties will be presented. In some cases, they will be compared with that of materials processed by conventional techniques. As such, examples of nanostructured materials, intermetallics, metallic glasses, and high entropy alloys, will be presented. Finally, the implementation of SPS as a technique to manufacture complex, near-net shape industrial parts will be discussed.; Après quelques dizaines d‘années d'intérêt croissant, le frittage-flash ou spark plasma sintering (SPS) a atteint un stade de maturité en tant que technique de métallurgie des poudres, qui permet d'évaluer ses performances au travers de la fabrication de matériaux avancés. Nous présenterons ici le cas des métaux et alliages. Le principal avantage du SPS réside dans sa capacité de chauffage rapide qui est rendue possible par l'application de courants électriques de haute intensité à une poudre métallique. Cela présente de nombreux avantages contrebalancés par certaines limitations qui seront abordées dans cette revue. La première partie sera consacrée à la problématique du frittage, avec un accent particulier sur l'effet du courant électrique sur les mécanismes de densification. Ensuite, nous présenterons un certain nombre de microstructures et propriétés types à l’état brut de SPS. Dans certains cas, une comparaison sera faite avec les matériaux élaborés par des techniques conventionnelles. A ce titre, des exemples de matériaux nanostructurés, d‘intermétalliques, de verres métalliques et d‘alliages à haute entropie seront présentés. Enfin, nous discuterons de la mise en œuvre du SPS en tant que technique de fabrication de pièces industrielles complexes et proches des cotes.

Au Bénin, les déchets issus de la transformation du bois sont très insuffisamment valorisés dans une perspective de réutilisation par l’industrie du bois. Les technologies de transformation de ces produits connexes, économiquement accessibles aux populations des pays en développement, constituent un domaine très peu abordé dans la littérature internationale. Dans le présent travail, un matériau constitué d’un mélange de sciure de bois de teck et de pâte de polystyrène recyclés, suivant une technologie simple à mettre en œuvre et de type low-tech, a été caractérisé. Les résultats obtenus ont montré que les propriétés du composite varient significativement avec la granulométrie de la sciure utilisée. La masse volumique apparente du matériau est comprise entre 686 à 826 kg/m3, son taux d’absorption d’eau est inférieur à 15 % et son taux de gonflement en épaisseur est inférieur à 5 % après 24 heures d’immersion. Une corrélation élevée a été observée entre ses propriétés physiques et sa porosité qui varie de 34 et 43 % suivant la granulométrie des sciures de bois utilisées. Le composite présente un module d’élasticité en traction compris entre 582 à 1 057 MPa, une résistance en traction comprise entre 2 et 3 MPa et un coefficient de Poisson variant de 0,14 à 0,24. En compression, son module d’élasticité varie entre 270 à 470 MPa et sa résistance entre 6 à 9 MPa. Une mise en œuvre du composite ainsi élaboré peut être envisagée en substitution du bois pour des éléments faiblement chargés comme des pièces de coffrage de construction légère.

This work concerns the field of recycling of waste intobuilding materials. It reports on the possibility ofrecovering plastic waste and related products fromthe wood industry, in construction. The objective ofthe study is to give added value to wood-plasticcomposites produced using the cold compressionmolding process, by improving their mechanicalproperties. Through the bending test, the influence oftwo manufacturing parameters - compactionpressure and drying temperature after molding - onthe mechanical properties, was evaluated for the caseof a composite based on tropical wood sawdustcoming from Benin and recycled polystyrene (CBPo).It appears that the compaction pressure and thedrying temperature are essential factors to considerwhen evaluating the mechanical performance of thecomposite. Increasing the compaction pressure to alimit value significantly improves the properties of thematerial. The optimal properties of CBPo wereobtained at a pressure of 7 MPa. Post-forming dryingat 100 ° C also significantly improved the performanceof the composite. In addition, thanks to its enhancednew mechanical properties, the CBPo is repositionedrelatively to other existing materials, thus making itpossible to think about new applications inconstruction., Ce travail concerne le domaine du recyclage dedéchets en matériaux. Il rend compte d’unepossibilité de valorisation de déchets plastiques et deproduits connexes de l’industrie du bois dans laconstruction. L’étude vise à donner une valeurajoutée à un composite bois-plastique élaborésuivant un procédé de moulage par compression àfroid, par l’amélioration de ses propriétésmécaniques. A travers un essai de flexion, l’influencede deux paramètres de fabrication - pression decompactage et température de séchage postmoulage- sur les propriétés mécaniques, a étéévaluée dans le cas d’un composite à base de sciuresde bois tropicaux venant du Bénin et de polystyrène(CBPo) recyclés. Il en ressort que la pression decompactage et la température de séchage, sont deuxfacteurs essentiels à considérer lors de l’évaluationdes performances mécaniques du composite.L’augmentation de la pression de compactage jusqu’àune valeur limite améliore significativement lespropriétés du matériau. Les propriétés optimales duCBPo ont été obtenues à la pression de 7 MPa. Leséchage post-moulage à 100°C, a également amélioréde façon significative les performances du composite.Aussi, par ses nouvelles performances mécaniques, leCBPo se repositionne par rapport à d’autresmatériaux existants permettant ainsi d’en envisagerde nouvelles applications dans la construction.

ICTAEM 2020, Proceedings of the Third International Conference on Theoretical, Applied and Experimental Mechanics , Athenes, GRECE, 14-/06/2020 - 17/06/2020; The paper presents an experimental test of macrocrack propagation in bones associated with a numerical strategy to determine from this test some mechanical properties by inverse identification. A 3 point bending test is performed on a notched segment of long human bone, and the load vs notch opening displacement is measured. The compliance method is applied in the context of a realistic FE simulation of the test. A first application of this methodology is described and shows its feasibility and capabilities. The ultimate objective of this research project is to develop a probabilistic modelling of the macrocracking processes in human long bone tissues based on an experimental database of mechanical parameters fed up by this methodology.

Green routes to prepare or manufacture sustainable building materials have been attracting much attention over the years targeting sustainability issues. In this investigation, for the first time, sludge from the inert mineral part of the construction and demolition waste (RA-S) is used as a primary raw material in the fabrication of fired bricks for building purposes. Fired bricks fabricated with different dosages of RA-S and earth material (i.e., 0%, 30%, 50%, 70%, and 100% by weight) were prepared and evaluated in terms of their physical-chemical properties. The RA-S was characterized, and the results showed that it could be classified as a clayey material and richly graded silty sand according to the French Standards. XRD analysis revealed that the addition of the RA sludge into raw earth material provoked changes slightly in the fired bricks. The compressive strength (CS) results indicated that the CS of the fired bricks increased with the addition of the RA-S from 30% to 70%. The highest CS was attained at the firing temperature of 800 °C. The density of the fired brick slightly reduced with the RA-S addition. The thermal conductivity results suggest that RA-S has better insulation properties compared to earth material. The RA-S sludge can be used in combination with earth material to fabricate fired bricks, which can meet the requirements of many Standards all over the World. In the light of these results, it is possible to say that the RA-S generated from recycling inert mineral part of construction and demolition waste plant is an excellent raw material to prepare efficient fired bricks that can be successfully employed in the real construction sector. Also, the highlighted results suggest that brickwork factories have the opportunity to improve production quality while significantly reducing manufacturing time, energy consumption, resource depletion, and environmental impact. The authors are also grateful to the Council for the Development of Higher Education at Graduate Level, Brazil (CAPES) for the postdoctoral scholarship granted through the National Postdoctoral Program (PNPD). The authors also thank Mr. Ferro, president of Esterel Terassement, for financial support and for providing the RA-S samples. Dr. Simoes dos Reis gives a special thanks to the cooperation opportunity between UFRGS and IFSTTAR through his Post-doctoral studies provided by PNPD. E.C. Lima thanks to Foundation for Research Support of the State of Rio Grande do Sul (FAPERGS), and National Council for Scientific and Technological Development (CNPq, Brazil) for financial support and sponsorship.

Les sédiiments de dragage, considéréees aujourd'hui comme déchets, semblent être une alternative prometteuse aux matériaux conventionnels. Les opérations de dragage, réaliséees par la Direction Territoriale du Bassin de la Seine (DTBS), génèrent un volume annuel des sédiments d'environ 150 000 m3. Dans cette thèse, nous nous intéreresserons tout d'abord au potentiel de valorisation de ces sédiments en tant qu'alternative aux granulats ou au ciment (comme addition). Pour ce faire, une étude de variabilité du gisement francilien et de son effet sur les propriétés du béton est réalisée. La compilation des propriétés du gisement montre que 30 % du volume dragué pourrait être considéré comme une source stable et propre de granulats, alors que les sédiments non inertes ne représentent que 6 %. L'étude expérimentale montre que la substitution de 30 % en volume des granulats ou la substitution de 10 % en volume de ciment respectivement par des sédiments grossiers ou par des sédiments fins affecte que légèrement la cinétique d'hydratation, la résistance à la compression et le retrait. Ensuite, nous avons approfondi l'effet de la matière organique des sédiments sur les propriétés rhéologiques, physico-chimiques (hydratation et retrait) et mécaniques d'une pâte de ciment. Les résultats obtenus montrent que les substances humiques, matières organiques présentes dans les sédiments, ont un effet analogue à celui des lignosulfonates de calcium, un plastifiant, tant sur la cinétique d'hydratation que sur la rhéologie de la pâte cimentaire. La dernière partie de la thèse traite de l'effet de l'incorporation des coquillages sur les propriétés mécaniques et de durabilité du béton. Cette partie est scindée en deux volets ; un volet expérimental et un volet numérique. Le premier a comme objectif d'évaluer l'effet de l'incorporation des coquillages, comme graviers, sur les propriétés macroscopiques des bétons (propriétés mécaniques et propriétés de durabilité). Les résultats expérimentaux montrent qu'il n'y a aucun effet de l'incorporation des coquillages sur l'affaissement, le retrait et les propriétés de durabilité (la porosité, la diffusion des ions chlore et la carbonatation) du béton pour des substitutions inférieures à 20 %. En revanche, les propriétés mécaniques diminuent avec l'augmentation du taux de substitution ; pour une substitution volumique de 20 %, la résistance à la compression et le module élastique diminuent respectivement de 20 % et 17 %. Le volet numérique a pour objectif de construire un outil numérique cohérent permettant de prédire les propriétés mécaniques et de diffusion d'un béton en fonction de sa composition et des paramètres physiques et géométriques de la microstructure. Par des observations microscopiques (MEB) et en modélisant les coquillages comme des inclusions plongées dans une matrice cimentaire, nous montrons que l'adhérence entre le coquillage et la matrice est limitée, et doit être prise en compte pour estimer les propriétés des bétons à base de coquillages. Dredged sediments, considered as waste, seem to be a promising alternative to conventional materials. Dredging operations, carried out by the Territorial Directorate of the Seine Basin (DTBS), generate an annual volume of sediments of about 150,000 m3. In this thesis, we are first interested in the potential of valorization of these sediments as an alternative to aggregates or cement (as an addition). To this end, a study of the variability of the Ile-de-France deposit and its effect on the properties of concrete is carried out. The compilation of the deposit properties shows that 30 % of the dredged volume could be considered as a stable and clean source of aggregates, while non-inert sediments represent only 6 %. The experimental study shows that the substitution of 30 % by volume of aggregates or the substitution of 10 % by volume of cement respectively by coarse or fine sediments affects only slightly the hydration kinetics, the compressive strength and the shrinkage. Next, we investigated the eect of the organic matter of sediments on the rheological, physico-chemical (hydration and shrinkage) and mechanical properties of a cement paste. The results obtained show that humic substances, organic matter present in the sediments, have an effect similar to that of calcium lignosulfonates, a plasticizer, both on the hydration kinetics and on the rheology of the cement paste. The last part of the thesis deals with the effect of the incorporation of shells on the mechanical and durability properties of concrete. This part is divided into two parts ; an experimental part and a numerical part. The first one aims at evaluating the effect of the incorporation of shells, as gravels, on the macroscopic properties of concretes (mechanical properties and durability properties). The experimental results show that there is no eect of the incorporation of shells on the slump, shrinkage and durability properties (porosity, diffusion of chloride and carbonation) of concrete for substitutions lower than 20 %. On the other hand, the mechanical properties decrease with the increase in the substitution rate ; for a volume substitution of 20 %, the compressive strength and elastic modulus decrease respectively by 20 % and 17 %. The numerical part aims at building a coherent numerical tool to predict the mechanical and diusion properties of a concrete according to its composition and the physical and geometrical parameters of the microstructure. By microscopic observations (SEM) and by modeling shells as inclusions embedded in a cementitious matrix, we show that the adhesion between the shell and the matrix is weak and must be taken into account to estimate the properties of shell-based concretes.

The properties of wood charcoal layers have an effect on the performance of small-scale blast furnaces. In order to characterize the mechanical behavior of a fixed bed of eucalyptus charcoal, a specific uniaxial compression test was designed and used with charcoal layers of different characteristics. This layer test has the potential to be standardized, and it made it possible to consider the bulk properties of randomly layout charcoal pieces, which was better adapted than single specimen tests in the fiber direction. A total of eight charcoal layers were prepared with two carbonization temperatures (500 °C and 900 °C), two granularities (10 mm and 20 mm), and two different testing temperatures (20 °C and 300 °C). Characteristic parameters of the compression tests were then determined as the particle size distribution, the mechanical energy, and the mean power. The charcoal produced at 900 °C and with a granularity of 20 mm was more resistant to breakage than the others were, and a high quantity of large particles remained after the tests. Significant correlations existed between the carbonization temperature, granularity, and mechanical power of the compression test. The mechanical power was the main parameter that determined the resistance to breakage of a charcoal bed in compression.

La structure de la fibre de coton est une des clés pour expliquer le comportement mécanique des fibres lors de leurs transformations en textiles linéaires et en surface textiles. L'objectif de cette thèse est de modéliser les comportements mécaniques des fibres individuelles, des faisceaux de fibres et des fils de coton par une approche de type analogique. Ceci en connaissant leurs caractéristiques physiques et mécaniques. Quatre variétés de coton ont été étudiées. Une classification par longueurs des fibres a été effectuée. Les résultats de la modélisation analogique ont révélé que le comportement suite aux essais de fluage des fibres individuelles et des faisceaux de fibres suit le modèle de Zener. Tandis que celui des fils suit le modèle de Burgers. Sur les trois échelles, les résultats ont montré un effet de la longueur des fibres sur les propriétés mécaniques et les modèles analogiques. L'effet variété de coton a été observé sur certains paramètres des modèles analogiques. L'importance de la prise en compte du frottement inter-fibre et de la torsion dans les fils est aussi relevée.

Acacia auriculiformis is increasingly used as timber in Benin, while little is known about its wood characteristics and the factors affecting such characteristics in the country. The determination of these characteristics is necessary for understanding the functioning of this species and its uses. The aim of this study was to evaluate anatomical and physico-mechanical properties of Acacia auriculiformis in relation to age and soil type in Benin, West Africa. Nine different age plantations (young 6–7 years old, middle-aged 9–11 years old, aged 15–29 years old) were sampled on three soil types (ferruginous, sandy and vertisol). In total, 30 trees were felled for determination of vessel diameter and vessel frequency from pith to bark, basic density, density at 12% moisture content, tangential and radial shrinkages, fiber saturation point, anisotropy of shrinkage, modulus of elasticity, compression strength, and bending strength. Age is the main factor influencing the physico-mechanical characteristics of the species and Acacia auriculiformis could be exploited at 15 years old for use as timber. Still, a high deformation ratio is noted on ferruginous soil. Besides, wood density is negatively correlated with anisotropy of shrinkage, which is an asset for the use of high density wood for structures. In contrast, the parameters of the vessels are weakly correlated with wood density. Further studies are necessary to understand the densification process of Acacia auriculiformis wood in order to optimize the production of high-density wood of the species, which is important for the use of wood as timber.

Sugarcane bagasse can be used in the manufacture of panels for the furniture industry, but has a high water absorption compared to wood panels. Thus, this raw material needs heat treatment to reduce the hygroscopicity of the panels. The aim of this study was to evaluate the effect of different levels of heat treatment temperature on the particleboard properties made from sugarcane bagasse. The experiment consisted of four treatments, being evaluated three temperatures heat treatment of sugarcane bagasse (170, 200 and 230 °C) and without thermal modification treatment (Control). The particles were evaluated for their anatomical, chemical and physical characteristics. The panels were produced with nominal density of 0.70 g/cm3, relation face/core of 40:60, 11% urea–formaldehyde adhesive to the faces and 7% of adhesive to the core, pressing cycle of 160 °C temperature, pressure 3.94 MPa and for a period of 8 min. The panels were evaluated for its physical properties density, compression ratio, moisture, water absorption and thickness swelling after 2 and 24 h of immersion; their mechanical properties internal bond and modulus of rupture and modulus of elasticity at bending. The heat treatment of the bagasse particles at 230 °C promoted significant improvements in the quality of particleboard, resulting in decreased of the water absorption and thickness swelling values of the panels and increase in modulus of elasticity values, and allowing meet marketing standards regarding the thickness swelling after 24 h of immersion in water. Which demonstrates the great potential of using the heat treatment temperature of 230 °C for the production of particleboard with sugarcane bagasse.

Natural materials are a focus for development of low carbon products for a variety of applications. To utilise these materials, processing is required to meet acceptable industry standards. Laminated bamboo is a commercial product that is currently being explored for structural applications, however there is a gap in knowledge about the effects of commercial processing on the chemical composition. The present study utilised interdisciplinary methods of analysis to investigate the effects of processing on the composition of bamboo. Two common commercial processing methods were investigated: bleaching (chemical treatment) and caramelisation (hygrothermal treatment). The study indicated that the bleaching process results in a more pronounced degradation of the lignin in comparison to the caramelised bamboo. This augments previous research, which has shown that the processing method (strip size) and treatment may affect the mechanical properties of the material in the form of overall strength, failure modes and crack propagation. The study provides additional understanding of the effects of processing on the properties of bamboo.

45e Congrès de la Société de Biomécanique, Metz, France, 26-/10/2020 - 28/10/2020; Bones are the third most affected organs by metastasis (Du et al. 2010). The qualitative effect of cancer types on metastatic bone has been largely described. Bone metastases weaken bones (Coleman 1997) by creating lytic, blastic or mixt (i.e. lytic and blastic) lesions. The prediction of fracture risk is clinically assessed by evaluating several parameters such as the size and location of the lesion or the Mirels' score. However, it seems these predictions overestimate the risk of fracture and are not specific enough to produce a reliable prediction (Van Der Linden et al. 2004). A quantification of the effect of the different cancer types on mechanical properties of the bone should improve clinical evaluation of the fracture risk. As a first step, the goal of our study was to develop a better assessment of the bone fracture risk by evaluating the mechanical properties of mice tibia affected by three different human cancer cell lines.