Caractérisation de la résistance au cisaillement du bois de 12 essences feuillues du Bassin du Congo et modélisation statistique

Version anglaise

Auteurs

Laboratory of Civil Engineering and Mechanics, National Advanced School of Engineering, The University of Yaounde I, Yaounde, Cameroon. P.O. Box 8390. 2 The Institute of Wood Technology, Department of Wood Construction, The University of Yaoundé I, Mbalmayo, Cameroon. P.O. Box 306
Jacques Michel NJANKOUO
University of Yaounde I National Advanced School of Engineering Laboratory of Civil Engineering and Mechanics Yaounde Cameroon
Louis Max Ayina OHANDJA
University of Yaounde I National Advanced School of Engineering Laboratory of Civil Engineering and Mechanics Yaounde Cameroon
CIRAD UPR BioWooEB 34398 Montpellier France - BioWooEB, Univ Montpellier, Cirad, Montpellier, France

DOI :

https://doi.org/10.19182/bft2024.360.a37284

Mots-clés


ANOVA, valeur caractéristique, essences feuillues tropicales, qualité des bois de feuillus, conception fiable, distribution statistique, Bassin du Congo

Résumé

La résistance au cisaillement est une propriété du bois qui est fondamentale pour la conception de produits et de constructions à base de bois. Les connaissances actuelles sont insuffisantes pour prédire cette propriété, principalement en raison du grand nombre d'essences présentes dans le Bassin du Congo. L'objectif principal de cette étude était de proposer une qualification préliminaire du cisaillement pour les essences du Bassin du Congo, en prenant en compte de sa variabilité. Pour ce faire, nous avons étudié 12 essences aux propriétés très différentes, du moins dense aux plus dense. La résistance des bois au cisaillement a été déterminée expérimentalement selon les spécifications des normes européennes, à l'échelle du matériau bois utilisé. Une analyse statistique a été réalisée. Pour réduire la variabilité de la résistance au cisaillement, les essences ont été réparties en quatre groupes distincts selon les spécifications de l'Institut FCBA. En vue de proposer des contraintes admissibles qui faciliteraient la prise de décision, nous avons évalué la qualité relative de l'ajustement de cinq modèles probabilistes de distribution de la résistance au cisaillement (normale, log-normale, exponentielle, Weibull à 2 paramètres et Weibull à 3 paramètres). Les résultats de la régression géométrique (R2 = 0,81) montrent que la résistance au cisaillement est fortement corrélée à la densité. Elle peut être prévue de manière plus fiable avec la distribution de Weibull à trois paramètres qu'avec les autres distributions. Les résultats de cette étude ouvrent de nouvelles perspectives au regard de la résistance au cisaillement, qui sont à prendre en compte pour la conception de produits bois à partir d'essences tropicales du Bassin du Congo.

 

Téléchargements

Les données relatives au téléchargement ne sont pas encore disponibles.

Références

Aicher S., Ahmad Z., Hirsch M., 2018. Bondline shear strength and wood failure of European and tropical hardwood glulams. European Journal of Wood and Wood Products, 76: 1205-1222.

https://link.springer.com/article/10.1007/s00107-018-1305-0

Alves R. C., Motta P. J., Bremer C. F., Mantilla J. N. R., Carrasco E. V. M., 2013. Application of the Non-destructive method of drill resistance for the determination of the strength of Brazilian tropical woods. International Journal of Engineering and Technology IJET-IJENS, 13 (04): 69-73. https://www.researchgate.net/publication/274959989_Application_of_the_Nondestructive_Method_of_Drill_Resistance_for_Determination_of_the_Strength_of_Brazilian_Tropical_Woods

Ayarkwa J., Owusu F. W., 2008. Cylicodiscus gabunensis Harms. Record from PROTA4U. In: PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale). Louppe D., Oteng-Amoako A. A., Brink, M. (eds). Wageningen, Netherlands. http://www.prota4u.org/search.asp

Ayina O., 2002. Commentaries, Annals in Civil Engineering Wood, 6:19-20.

Ayina O., Morlier P., 1998. Modelling the behavior of wood under a constant torque. Materials and Structures, 31: 405-410. https://doi.org/10.1007/BF02480714

Bosu P. P., Krampah E., 2005. Triplochiton scleroxylon K. Schum. Record from PROTA4U. In: PROTA (Plant Resources of Tropical Africa/Ressources végétales de l’Afrique tropicale). Louppe D., Oteng Amoako A. A., Brink M. (eds). Wageningen, Netherlands. http://www.prota4u.org/search.asp

Bourreau D., Aimene Y., Beauchene J., Thibaut B., 2013. Feasibility of glued laminated timber beams with tropical hardwoods. European Journal of Wood Products, 71: 653-662. https://doi.org/10.1007/s00107-013-0721-4

Brandner R., Schickhofer G., 2015. Probabilistic models for the modulus of elasticity and shear in serial and parallel acting timber elements. Wood science and Technology, 49: 121-146. https://link.springer.com/article/10.1007/s00226-014-0689-1

Castera P., Morlier P., 1994. Variability of the mechanical properties of wood: Randomness and determinism. In: Probabilities and Materials. D. Breysse (ed.). NATO ASI Series (Series E: Applied Sciences), vol. 269 (Dordrecht: Springer). https://doi.org/10.1007/978-94-011-1142-3_12

CEN/TC125. EN 1052-3:2002, 2003. Methods of Test for Masonry – Part 3: Determination of Initial Shear Strength (Brussels, Belgium: European Committee for Standardization).

Chowdhury Md. Q., Sarker S. K., Deb J. C., Sonet S. S., 2014. Timber species grouping in Bangladesh: linking wood properties. Wood Science and Technology. https://doi.org/10.1007/s00226-013-0532-0

Cubberly W. H., 1993. Dictionary of Materials and Testing, Society of Automotive Engineers, Inc., 1993.

Cunha C., Tenorio M., Lima D. F., Reboucas A., Neves L. C., Branco J. M., 2021. Mechanical characterization of Iroko wood using small specimens. Buildings, 11 (3): 116. https://doi.org/10.3390/buildings11030116.

Czmoch I., 2021. Probabilistic modelling of bending strength of timber beams with the help of weak zones model. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 65 (4): 1295-1305. https://doi.org/10.3311/PPci.19228

De Melo J. E., Pellicane P. J., de Souza M. R., 2000. Goodness-of-fit analysis on wood properties data from six Brazilian tropical hardwoods. Wood Science and Technology, 34: 83-97. https://doi.org/10.1007/s002260000033

Doumenge C., Séné V. O., 2012. Lophira alata Banks ex C.F. Gaertn. In: PROTA (Plant Resources of Tropical Africa/Ressources végétales de l’Afrique tropicale). Lemmens R. H. M. J., Louppe D., Oteng-Amoako A. A. (eds). Wageningen, Netherlands. http://www.prota4u.org/search.asp

Eba’a Atyi R., Lescuyer G., Ngouhouo Poufoun J., Moulendè Fouda G., 2013. Étude de l’importance économique et sociale du secteur forestier et faunique au Cameroun. Rapport final. CIFOR.

EN 392, 1995. Glued laminated timber – Shear tests of glue lines. European Committee for standardization (CEN), Brussels.

FCBA , 2015. Bois massifs Structuraux (Fiches produits ouvrages Bois). FCBA, IRABOIS.

Foschi R. O., 2005. An approach to performance based-design and reliability-based optimization of wood structures. Probabilistic models in timber engineering: tests, models, applications. 8-9 September 2005, Arcachon, France.

Lavalette A., Pommier R., Danis M., Castéra P., 2012. Tension-shear failure criterion for a wood composite designed for shipbuilding applications. World Conference on Timber Engineering. Oakland

Gérard J., Louppe D., 2011. Afzelia africana Sm. ex Pers. Record from PROTA4U. In: PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale). Lemmens R. H. M. J., Louppe D., Oteng-Amoako A. A. (eds). Wageningen, Netherlands. http://www.prota4u.org/search.asp

Green E. J., Roesch F. A., Smith A. F. M., Strawderman W. E., 1994. Bayesian estimation for the three parameter Weibull distribution with tree diameter data. Biometrics. 50 (1): 254-269. https://doi.org/10.2307/2533217

Green D. W., Winandy J. E., Kretschmann J. E., 1999. Mechanical properties of Wood. Chapter 4. In Wood Handbook. 4-1, 4-45. Forest Products Laboratory. Wood handbook – Wood as an engineering material. General Technical ReportsFPL–GTR–113. Madison, WI: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Forest Products Laboratory, 463 p.

Hernandez R. E., Almeida G., 2003. Effects of wood density and interlocked grain on the shear strength of three Amazonian tropical hardwoods. Wood and Fiber Science, 35 (2): 154-166.

ITTO (International Tropical Timber Organization), 2001. The Tropical Industrial Lesser-Used Wood Species Database. ITTO, Yokohama.

Jiofack Tafokou R. B., 2008. Piptadeniastrum africanum (Hook.f.) Brenan. Record from PROTA4U. In: PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale) Louppe D., Oteng-Amoako A. A. Brink M. (eds). Wageningen, Netherlands. http://www.prota4u.org/search.asp

Khokhar A., Zhang H., Ridley-Ellis D., 2010. The shear strength, and failure modes of timber joists obtained from the torsion test method. WCTE 2010.

Lanvin J. D., Reuling D., Rouger F., van de Kuilen J. W., Ravenshorst G., Reinbold G., et al., 2009. Simplified strength properties assessment for tropical hardwoods in view to CE marking. In: Proceedings of the Second International Scientific Conference on Hardwood Processing, 28-29 September 2009, Paris.

NBR (Norma Brasileira Regulamentadora) 7190, 1997. Design of wooden structures. Rio de Janeiro, Brazil, 107 p.

Ndong-Bidzo C. H., Pambou-Nziengui C. F., Ikogou S., Kaiser B., Moutou Pitti R., 2021. Mechanical properties of glued-laminated timber made up of mixed tropical wood species. Wood Material Science & Engineering. https://doi.org/10.1080/17480272.2021.1960422

Nyunai Nyemb, 2011. Mitragyna stipulosa (DC.) Kuntze. Record from PROTA4U. In: PROTA (Plant Resources of Tropical Africa / Ressources végétales de l’Afrique tropicale). Lemmens R. H. M. J., Louppe D., Oteng-Amoako A. A. (eds). Wageningen, Netherlands. http://www.prota4u.org/search.asp

Ong S. H., 1988. Possibility of predicting Mechanical Strength Properties of Malaysian timbers. Journal of Tropical Forest Science, 1 (4): 318-326.

Opuni-Frimpong N. Y., Opuni-Frimpong E., 2012. Nauclea diderrichii (De Wild. & T. Durand) Merr. In: PROTA (Plant Resources of Tropical Africa/Ressources végétales de l’Afrique tropicale). Lemmens R. H. M. J., Louppe D., Oteng-Amoako A. A. (eds). Wageningen, Netherlands. http://www.prota4u.org/search.asp

Owusu F. W., Louppe D., 2012. Distemonanthus benthamianus Baill. Fiche de PROTA4U. In: PROTA (Plant Resources of Tropical Africa/Ressources végétales de l’Afrique tropicale). Lemmens R. H. M. J., Louppe D., Oteng-Amoako A. A. (eds). Wageningen, Netherlands. http://www.prota4u.org/search.asp

Paradis S., Guibal D., Gérard J., Beauchêne J., Brancheriau L., Cabantous B., et al., 2015. Tropix 7.5.1 – Caractéristiques technologiques de 245 essences tropicales et tempérées (Technological Characteristics of 215 Tropical Timbers). Logiciel de gestion de données, version française et anglaise, CIRAD. http://tropix.cirad.fr/, https://doi.org/10.18167/74726F706978

Pyorala J., Saarinen N., Kankare N. V., Coops N. C., Liang X., Wang Y. M., et al., 2019. Variability of wood properties using airborne and terrestrial laser scanning. Remote Sensing of Environment, 235: 111474.

Ravenshorst G. J. P., Gard W. F., van de Kuilen J. W. G., 2013. The importance of characterisation and sampling of tropical wood species with regard to strength and durability classification. HERON, 58 (2/3): 195-222.

Ravenshorst G., Gamper N., Van De Kuilen J. W. G., de Vries, P. 2016. Determination of the shear strength of tropical hardwood timber. In: WCTE 2016 - World Conference on Timber Engineering. Eberhardsteiner J., Winter W., Fadai A., Pöll M. (eds.) Vienna University of Technology, 677-684.

Rodrigues E. F. C., De Araujo V. A., Cavalheiro R. S., Marini L. J., Almeida J. P. B., Azevedo A. R. G., et al., 2023. Influence of growth rings position of wood on the determination of its shear strength parallel to grain. Journal of Materials Research and Technology, 24: 9765-9779. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785423011602

Romeu J. L., 2003. Anderson-Darling: a goodness of fit test for small samples assumptions. START (Selected Topics in Assurance Related Technologies), 10 (5). https://web.cortland.edu/matresearch/AndrsDarlSTART.pdf

Sallenave P. 1955. Propriétés physiques et mécaniques des bois tropicaux de L’Union française. Nogent-sur-Marne, Centre Technique Forestier Tropical (CTFT), CRC Press, 128 p. https://doi.org/10.18167/agritrop/00359

Sosef M. S. M, Boer E., Keating W. G., Sudo S., Phuphathanaphong L.,1995. Terminalia L. In: Plant resources of South-East Asia no. 5(2). Timber trees: minor commercial timbers. Lemmens R. H. M. J., Soerianegara I, Wong WC (eds). Leiden: Backhuys, 474-492.

Talla P. K., Foudjet A., Fogue M., 2005. Statistical model of strength in flexion and size effect on the failure of Raphia vinifera L. (Arecacea). Journal of Bamboo and Rattan, 4 (4): 335-342.

Vivien J., Faure J., 1995. Arbres des forêts denses d’Afrique Centrale. Espèces du Cameroon. Ministère des Relations Extérieures, Coopération et Développement, ACCT-Paris, 565 p.

Yusoh A. S., Sabaruddin F. A., Paridah M. T., Seng H. L., Mohd K. A. U. H., Ghani A., et al., 2022. Shear strength and hardness of two tropical wood species as function of heat treatment. Maderas-Cienc Tecnol, 24. http://dx.doi.org/10.4067/s0718-221x2022000100429

Wolensky A. R. V., Peixoto R. G., Fedotova V., Christoforo A. L., Lahr F. A. R., 2020. Shear strength estimation model for tropical wood species. Wood Research, 65 (1): 175-182.

Wong T. M., 2002. A Dictionary of Malaysian Timbers. Revised by Lim S. C., Chung R. C. K., Malayan Forest Record, No. 30. Forest Research Institute Malaysia. Printed in Malaysia by Percetakan Haji Jantan, Kuala Lumpur, Malaysia, 201 p.

Zziwa A., Kaboggoza J. R. S., Mwakali J. A., Banana A. Y., Kyeyune R. K., 2006. Physical and mechanical properties of some less utilized tropical timber tree species growing in Uganda. Uganda Journal of Agricultural Sciences, 12 (1): 57-66.

Example of outdoor application of three of the characterised species, Azobé, Okan and Tali: https://www. houtindegww.nl/project/het-wrakhout-wenduine/ "Het Wrakhout" bridge combined with a cycle path and pedestrian walkway - Welduine, Belgium. © van Wijma Kampen.

Numéro

Rubrique

ARTICLES SCIENTIFIQUES
Métriques
Vues/Téléchargements
  • Résumé
    112
  • SCIENTIFIC ARTICLE- PDF
    168

Reçu

2023-11-07

Accepté

2024-04-18

Publié

2024-06-01

Comment citer

NDIAPI, O., NJANKOUO, J. M., OHANDJA, L. M. A. ., & GERARD, J. (2024). Caractérisation de la résistance au cisaillement du bois de 12 essences feuillues du Bassin du Congo et modélisation statistique: Version anglaise. BOIS & FORETS DES TROPIQUES, 360, 27–40. https://doi.org/10.19182/bft2024.360.a37284