Description

Le bois est un matériau naturel hiérarchique remarquable et une ressource biosourcée stratégique, mais ses performances mécaniques et sa tenue en service restent limitées par sa variabilité, sa porosité et sa sensibilité aux conditions environnementales. Cette thèse vise à établir des relations quantitatives procédé → microstructure → propriétés pour transformer un bois naturel en matériau architecturé par délignification puis densification thermo-hydro-mécanique (THM), en mettant l’accent sur la microstructure post-traitement et le comportement en rupture (fissuration, ténacité). L’hypothèse directrice est que la reconfiguration des parois et des interfaces induites par la délignification (mobilité de la matrice, glissement interfibrillaire), puis la consolidation sous THM (effondrement contrôlé des lumens, recollement et cohésion inter-parois, réduction de porosité), gouvernent à la fois le renforcement mécanique et les mécanismes d’initiation/propagation des fissures. Le travail progresse du micro au méso : d’abord, constitution d’une base d’échantillons traçables et caractérisation 3D/locale de l’architecture (porosité résiduelle, densité, texture) et des propriétés (dureté, modules par indentation) afin d’identifier les leviers de renforcement. Ensuite, des essais de fissuration en traction sur lamelles minces (≈30–100 µm) permettront de distinguer la propagation intrafibre (au sein de la paroi cellulaire) et interfaciale (entre fibres recollées lors de la densification), avec suivi de fissure par imagerie optique et tomographique. Enfin, des essais de traction jusqu’à rupture sur éprouvettes mésoscopiques relieront microstructure et chemins de fissuration. L’analyse permettra de coupler indicateurs de rupture et cartographies microstructurales afin de définir des procédés assurant des performances reproductibles et une tenue en service durable.

Compétences requises

• Formation : M2 / Diplôme d’ingénieur en mécanique, matériaux, physique appliquée (ou proche). • Bases scientifiques : mécanique des solides / matériaux ; notions de rupture et/ou couplages thermo-/hygro-mécaniques appréciées. • Expérimentation : fort intérêt pour la conduite d’essais instrumentés et rigueur expérimentale indispensable. • Analyse de données : Intérêt pour le traitement d’images (DIC / tomographie) apprécié. • Qualités : autonomie, organisation, esprit critique, travail en équipe ; anglais scientifique opérationnel.

Bibliographie

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Mots clés

Matériaux de structures hautes performances biosourcés, Bois densifié et délignifié, Caractérisation multi-échelle, Imagerie 2D/3D, Mécanique de la rupture, Comportement thermo-hydro-mécanique