Caractérisation et procédés de séchage de bois tropicaux pour la facture d'instruments à vent

Cette thèse, fruit d'une collaboration entre la société Henri Selmer Paris et le Laboratoire de Mécanique et Génie Civil, Université de Montpellier--CNRS UMR 5508, a pour objectif principal de concevoir et proposer un nouveau protocole de séchage du bois de la grenadille, ou textit{Dalbergia melanoxylon}, utilisé pour la facture de clarinettes. Le document commence par un état de l'art sur les modèles utilisés pour décrire le phénomène de séchage du bois, en particulier la sorption et la diffusion de l'eau dans le bois. Pour concevoir le protocole de séchage, nous avons mesuré au préalable les propriétés hygromécaniques du bois utilisé : densité, coefficients de diffusion, isothermes de sorption, coefficients de retrait-gonflement et constantes d'élasticité. Suite à ces travaux expérimentaux, il s'avère que la grenadille possède des coefficients de diffusion faibles en comparaison avec d'autres essences, ainsi que des isothermes de sorption significativement différentes des bois tempérés (feuillus et résineux) avec un point de saturation des fibres très bas. En utilisant une méthode de mesure non-destructive par ultrasons, nous avons également déterminé toutes ses constantes élastiques : modules d'élasticité, de cisaillement et coefficients de Poisson. Ces propriétés élastiques sont très différentes des valeurs estimées par les modèles empiriques basés sur la densité. Ce bois possède une part très importante d'extractibles dont les effets sur le comportement hygromécanique sont mal connus. Nous avons donc procédé à leur extraction et mesuré une teneur très élevée, comparable aux résultats des études précédentes. Nos résultats semblent indiquer que les extractibles sont majoritairement présents dans les lumens. Le comportement hygromécanique des échantillons de bois sans extractibles a été caractérisé et comparé au bois brut. L'effet de cette extraction sur les courbes de sorption et le comportement élastique est très marqué, le bois sans extractibles se rapproche d'un comportement plus habituel. L'origine physique de ces résultats n'est pas encore clairement établie. Enfin, les conditions hygrothermiques subies par les pièces de bois, de leur entrée dans l'usine à la finition des clarinettes, ont été mesurées et modélisées. Couplées à des simulations numériques de diffusion, ces modélisations ont permis d'estimer les variations de teneur en eau du bois tout au long de son stockage, séchage puis de la facture d'une clarinette, et de montrer que la procédure actuellement utilisée dans l'entreprise pouvait être améliorée. Toutes les données obtenues au cours de la thèse et les différentes simulations mises en place sont finalement mobilisées afin de proposer de nouveaux protocoles de séchage permettant de réduire les déformations et les contraintes dans le bois au cours de l'ensemble du procédé de facture dans l'entreprise Henri Selmer Paris.