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Conductivité thermique de bois tropicaux

Gérard J., Guibal D., Lotte S., Langbour P.. 2015. In : Caré Sabine (ed.), Gril Joseph (ed.). 4èmes journées scientifiques GDR Sciences du Bois : programme et résumés des présentations. Clermont-Ferrand : INRA, p. 68-69. Journées scientifiques du GDR 3544 Sciences du bois. 4, 2015-11-04/2015-11-06, Clermont-Ferrand (France).

La conductivité thermique ¿ (en watts par mètre par kelvin, W.m-1.K-1) d'un matériau caractérise son aptitude à conduire la chaleur. Cette grandeur est d'autant plus faible que le matériau est isolant. Elle dépend essentiellement de la nature du matériau et de la température, mais aussi de son taux d'humidité. Les données disponibles sur la conductivité thermique des bois tempérés ou tropicaux sont très parcellaires et incomplètes alors que cette caractéristique est de plus en plus demandée par les opérateurs de la filière-bois, notamment ceux spécialisés dans les revêtements de sols techniques (planchers et parquets de différents types). Une campagne d'essais a donc été conduite sur un échantillonnage de bois tropicaux et tempérés correspondant à une large gamme de densités afin de répondre à la demande de ces opérateurs. La base de données constituée servira à alimenter la prochaine version du logiciel Tropix ainsi que l'Atlas des bois tropicaux en cours d'élaboration. Les mesures ont été réalisées dans le laboratoire de thermo-physique du Groupe d'Etudes des Matériaux Hétérogènes (GEMH, Centre Européen de la Céramique, Limoges). La méthode du disque chaud a été utilisée. Elle est régie par la Norme Internationale ISO 22007-2 et basée sur l'utilisation d'une source plane transitoire. L'adaptation pratique de cette méthode est l'analyseur de conductivité thermique et diffusivité thermique Hot Disk. La sonde de l'analyseur Hot Disk se compose d'un motif conducteur électrique qui se présente sous la forme d'une double spirale en nickel sérigraphiée sur une feuille mince d'un matériau isolant (Kapton). Pour effectuer une mesure de conductivité thermique, la sonde doit être placée entre deux échantillons du matériau à caractériser. Le principe de base du système est de fournir au matériau une puissance constante pendant un temps défini via la sonde du Hot Disk afin de générer une augmentation de température de un à plusieurs degrés. La sonde mesure également l'élévation de température. Les échantillons de bois utilisés pour les mesures sont des planchettes de dimension standard Cirad (13 x 6 x 1 cm) dont le format est bien adapté au dispositif de mesure. En particulier, avec le paramétrage du dispositif choisi, l'épaisseur de 10 mm permet de considérer le milieu comme semi-infini, le front de chaleur ne sortant pas du matériau du côté opposé au disque chaud. Lors de deux campagnes d'essais successives, 370 couples de planchettes correspondant à 43 essences différentes ont été testés. Les couples de planchettes ont été appariés ou non en fonction de leur densité et de leur orientation dosse - quartier. Les essences testées sont principalement des feuillus tropicaux, ainsi que quelques feuillus et résineux tempérés. Les densités des planchettes ont été déterminées à l'issue de la mesure. La figure 1 présente les conductivités thermiques mesurées en fonction des densités moyennes des couples de planchettes testés. L'ordonnée à l'origine de la droite de régression (0.030) correspond à la conductivité thermique d'un bois " théorique " de densité nulle, c'est-à-dire de l'air. Dans la littérature, la conductivité thermique de l'air est donnée comprise entre 0.025 et 0.026 W.m-1.K-1 à 20°C ce qui confirme la qualité de la régression. (Texte intégral)...

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