DECEMBRE 2024

--Le jeudi 12 décembre à 14h  dans l'amphithéâtre Caquot 2 de l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (ENPC), Hussein DAHER soutiendra ses travaux de thèse portant sur : Comportement thermo-hygro-mécanique du bois soumis à des sollicitations accidentelles d’incendie

Composition du jury :
Rapporteur : Jean-Christophe MINDEGUIA, Maître de conférences HDR, Université de Bordeaux
Rapporteur : Frédéric DUBOIS, Professeur des universités, Université de Limoges
Examinateur : Gilles PARENT, Professeur des universités, Université de Lorraine
Directeur de thèse : Gilles FORET, Directeur de recherche, ENPC       
Co-encadrant de thèse : Sabine CARE, Directrice de recherche, Université Gustave Eiffel
Co-encadrant de thèse : Loic PAYET, Ingénieur, CSTB
Invitée : Thouraya SALEM, Ingénieure de recherche, Université Gustave Eiffel
Invité : Stéphane HAMEURY, Docteur Ingénieur, CSTB

-Le jeudi 12 décembre à 9h en salle Silvolab, au Campus Agronomique de Kourou en Guyane (13h00, heure de Paris), Maeva LEROY soutiendra ses travaux de thèse portant sur : Caractérisation et valorisation des espèces de petit diamètre en bois rond pour la construction

Composition du jury :
M BEECKMAN Hans, Professeur, Musée Royal d’Afrique Centrale, Rapporteur
Mme FOURNIER Meriem, IGPEF HDR, AgroParisTech Nancy, UMR Sylva Nancy, Rapporteuse
M LE ROY Robert, Professeur, Ecole Nationale Supérieure d'Architecture de Paris Malaquais, Examinateur
M NICOLINI Eric-André, Chercheur, CIRAD AMAP Guadeloupe, Examinateur
Mme THEVENON Marie-France, Chercheuse, CIRAD UR Biowooeb, Montpellier, Examinatrice
Mme BOSSU Julie, Chercheuse, CNRS UMR ECOFOG en Guyane, Co-encadrante de thèse
M LEHNEBACH Romain, Chercheur, CIRAD UMR ECOFOG en Guyane, Co-encadrant de thèse
M CLAIR Bruno, Directeur de recherche, CNRS UMR LMGC, Directeur de thèse
M BEAUCHENE Jacques, Chercheur, CIRAD EcoFoG Guadeloupe, Invité
M BRUNAUX Olivier, Directeur territorial adjoint, ONF Guyane, Invité

Résumé :
En Guyane, la forte croissance démographique pose le double défi de préserver le patrimoine forestier tout en répondant aux besoins croissants en matériaux de construction. Pour satisfaire ces deux objectifs, l'utilisation de la ressource forestière locale doit être optimisée. Actuellement, une grande partie des arbres sur pied, notamment ceux de petit diamètre (<20 cm), reste sous-valorisée en raison d'un manque de connaissances et de leur inadéquation aux circuits traditionnels de transformation. Pourtant, des recherches ont montré que l'utilisation du bois rond, sans transformation majeure, présente des avantages économiques et structurels notables. Ce travail commence par l'analyse des inventaires forestiers locaux, issus du réseau GuyaFor, pour cartographier la répartition des essences puis des arbres selon leur diamètre. Une étude de la morphologie des troncs a également permis de caractériser et de sélectionner des essences présentant une morphologie adaptée à la construction. Huit essences prometteuses ont été identifiées pour un usage en construction, en tenant compte de leur abondance, leur morphologie et d’une éventuelle primo-caractérisation. Les propriétés technologiques de ces essences ont ensuite été testées. Des essais mécaniques ont permis de caractériser leur rigidité et résistance en flexion ainsi que leur tendance à fissurer lors du séchage. Leur durabilité naturelle a également été évaluée (tests fongiques et de résistance aux termites), en conditions contrôlées ainsi qu'en conditions réelles d'usage. Certaines essences ont montré une résistance notable aux agents biologiques, ainsi qu’une grande rigidité et faible propension à fissurer lors du séchage. Les résultats soulignent notamment le potentiel remarquable du Licania alba, une essence abondante qui possède toutes les qualités requises pour un matériau de construction adapté aux climats tropicaux humides. Un état de l’art des techniques de construction avec du bois rond de faible diamètre a également été réalisé, révélant une flexibilité architecturale importante et des techniques d'assemblage variées. À partir de ces connaissances, des esquisses de structures habitables adaptées aux conditions climatiques de la Guyane ont été proposées. En complément, des tests d'assemblages de prototypes chevillés à échelle réelle ont été réalisés et testés en compression. Enfin, pour que le bois rond devienne un matériau de construction à part entière en Guyane, il convient de lever certains verrous, notamment la mise en place de normes spécifiques et la sensibilisation des acteurs locaux. La poursuite des projets expérimentaux et la caractérisation de nouvelles essences sont nécessaires pour valoriser pleinement ces ressources naturelles. Le Licania alba, en particulier, pourrait jouer un rôle clé dans le développement de logements durables et abordables, tout en répondant aux exigences écologiques et économiques locales.

La soutenance sera également accessible en visioconférence, dont le lien vous sera communiqué très prochainement sur cette page.

-Le jeudi 12 décembre à 14h00, à l’Amphi MLT, IUT Clermont Auvergne – Site de Montluçon (Av. Aristide Briand, 03101 Montluçon), Yi Hien CHIN soutiendra ses travaux de thèse portant sur :
Nanotechnologie de modification du bois pour le transfert de chaleur anisotrope, consolidée par une modélisation multi-échelle 

Composition du jury
Mme. MARCEAU Sandrine, CR HdR, Université Gustave Eiffel, Rapporteuse
M. RÉMOND Romain, MCF HdR, Université de Lorraine, Rapporteur
M. HORIKAWA Yoshiki, PR, Tokyo University of Agriculture and Technology, Examinateur
Mme. WOLOSZYN Monika, PR, Université Savoie Mont Blanc, Examinatrice
M. VIAL Christophe, PR, Université Clermont Auvergne, Examinateur
M. AUSLENDER François, MCF HdR, Université Clermont Auvergne, Examinateur
M. BIWOLE Pascal, PR, Université Clermont Auvergne, Directeur de thèse
M. GRIL Joseph, DR, Université Clermont Auvergne, Directeur de thèse
M. MOUTOU PITTI Rostand, MCF HdR, Université Clermont Auvergne, Invité
M. OULDBOUKHITINE Salah-Eddine, MCF HdR, Université Clermont Auvergne, Invité
M. RENON Olivier, Manager Qualité & Amélioration de Groupe, Purever Industries, Invité
M. LABONNE Nicolas, Responsable R&D, Dagard, Invité

Résumé :
Le secteur du bâtiment est le plus grand consommateur d'énergie, avec d’importantes pertes dues à l’inefficacité des isolations thermiques. En réponse aux réglementations environnementales, le développement de matériaux isolants biosourcés alliant performance thermique et mécanique est en forte demande. Cette étude explore le potentiel du bois délignifié en tant qu’isolant thermique écologique. La nanotechnologie de modification du bois permet d’extraire les composants non cellulosiques, créant ainsi des nanopores qui améliorent les propriétés isolantes tout en conservant l’alignement des fibrilles de cellulose et le comportement anisotrope du bois.
Cependant, plusieurs défis freinent l’application à grande échelle du bois délignifié, notamment une compréhension limitée des processus de délignification, des méthodes de séchage, et des comportements mécaniques et hygrothermiques. Cette étude compare différentes méthodes de délignification, telles que le procédé à la soude, le procédé sulfite alcalin avec blanchiment à l’eau oxygénée, et le procédé organosolv suivi d'un blanchiment au chlorite de sodium. Ce dernier s’est révélé être le plus efficace pour obtenir un bois complètement délignifié. Des échantillons de bois délignifié, préparés à partir de peuplier français local, ont été caractérisés pour évaluer leurs propriétés physico-chimiques à différentes échelles. Un des principaux défis a été la montée en échelle de la production, notamment la préservation de la microstructure cellulosique pendant le séchage. Parmi les méthodes alternatives à la lyophilisation, l’échange de solvant a montré des résultats prometteurs pour une application industrielle. Par ailleurs, la découverte du « bois partiellement délignifié » a mis en lumière un équilibre optimal entre isolation thermique et stabilité mécanique.
Pour mieux comprendre les compromis entre propriétés thermiques et mécaniques, des modèles multi-échelles basés sur la structure hiérarchique du bois ont été développés. Ces modèles, résolus par homogénéisation avec la méthode des éléments finis, permettent de rendre compte de la conductivité thermique et des propriétés élastiques anisotropes du bois délignifié. Les résultats montrent que ce dernier offre une meilleure isolation thermique dans la direction transversale que le bois naturel tout en conservant une bonne résistance mécanique dans la direction longitudinale, en faisant un candidat prometteur pour des matériaux de construction écologiques.
Cette recherche contribue à la décarbonisation du bâtiment et ouvre la voie à des solutions durables. Les prochaines étapes consisteront à optimiser les processus de délignification et de séchage, ainsi qu’à préparer une production à plus grande échelle pour un usage industriel.

Mots clés : Anisotropie; Délignification; Matériau biosourcé; Modélisation multiéchelle; Nanotechnologie du bois; Séchage.

La soutenance sera présentée en anglais et possible de la suivre à distance via Teams

NOVEMBRE 2024

-Le mercredi 27 novembre 2024 à 9h dans la salle Galilée - Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement (LSCE), Bât 713, Orme des Merisiers à Gif-sur-Yvette, Diane du Boisgueheneuc soutiendra ses travaux de thèse portant sur : "Dendro-isotopie (δ18O) de la charpente de Notre-Dame de Paris : Impact de la carbonisation et reconstruction de l'Anomalie Climatique Médiévale dans le Bassin Parisien".

Résumé :
Édifiée il y a 800 ans, la cathédrale de Notre-Dame de Paris (NDP) a été gravement endommagée par un incendie le 15 avril 2019. Les bois de sa charpente, en partie carbonisés et non réemployables, sont désormais à la disposition des chercheurs. Ces bois offrent de précieuses informations sur l'époque médiévale, notamment sur l'Anomalie Climatique Médiévale (ACM, Xe-XIIIe siècles), décrite comme une période climatiquement clémente. Le climat de cette époque n’est pourtant pas uniforme, ni dans le temps, ni dans l’espace. Pour en donner une image juste, il est nécessaire de le documenter dans les régions sous-représentées dans les synthèses, telles que les régions tempérées de basse altitude. Cette thèse a pour objectif de réaliser une telle reconstruction climatique dans le Bassin parisien (BP) au cours de l’ACM, en utilisant la composition isotopique de l’oxygène (δ¹⁸O) de la cellulose des cernes de bois médiévaux de la cathédrale Notre-Dame de Paris (NDP) et d’autres monuments contemporains. Des expériences de carbonisation ont été réalisées pour évaluer les modifications du δ¹⁸O du bois de chêne lors d’un incendie, tel que celui subi par NDP. Ces expériences ont révélé que le δ¹⁸O diminuait de façon drastique (jusqu’à –30 ‰ à 900°C) lors de la dégradation thermique des composés du bois. Nos travaux ont aussi souligné que l’hétérogénéité des mesures entre les réplicas (jusqu’à 3,6 ‰ à 600°C) ne permet pas d’utiliser le δ¹⁸O comme proxy pour des reconstructions climatiques. Cependant, des résultats préliminaires montrent que la cellulose résiduelle conserve son signal isotopique d’origine pour des températures de chauffage inférieures à 300°C. Un corpus de 34 chênes de charpente provenant de différents édifices médiévaux du BP, et couvrant une partie de l’ACM (1046-1240 AD), a livré une histoire climatique cohérente à l’échelle régionale, qui se décompose en deux phases articulées autour de 1129. La première se caractérise par des étés frais et humides, en contraste avec la perception traditionnelle d'une période favorable, et la suivante par une évolution progressive vers des étés plus chauds et secs. Des événements extrêmes chauds, au début du XIIIe siècle, ponctuent cette évolution relativement lente.
Composition du jury :
Christophe CORONA- Rapporteur et examinateur Directeur de recherche CNRS, LECA et GEOLAB
Samuel ABIVEN - Rapporteur et examinateur Professeur, ENS
Claire ALIX- Examinatrice Maîtresse de conférences Panthéon-Sorbonne, ArchAM
Frédéric GUIBAL - Examinateur Chargé de recherche CNRS, IMBE
Jérémy JACOB - Examinateur Directeur de recherche CNRS, LSCE£
Valérie DAUX - Directrice de thèse Professeure des Universités UVSQ, LSCE
Alexa DUFRAISSE - Co-directrice de thèse Directrice de recherche CNRS, AASPE
Frédéric DELARUE – Co-encadrant de thèse Chargé de recherche, CNRS, METIS
Thanh-Thuy NGUYEN TU - Co-encadrante de thèse Maîtresse de conférences Sorbonne Université, METIS

La soutenance sera également accessible par visioconférence depuis le lien suivant : https://cnrs.zoom.us/j/92498817325?pwd=BiONKqDhbZp17VamIBHip8mqfIf0Mj.1#success
ID de réunion: 924 9881 7325
Code secret: 3qNW55

-le vendredi 15 novembre à 9h Amphithéâtre Jacques Alliot du Cirad, Estelle NKENE MEZUI soutiendra ses travaux de thèse portant sur : Influence du tempérament écologique sur les propriétés technologiques des bois d’essences d’origine gabonaise

Résumé :
Un arbre a besoin de lumière pour sa croissance et son développement. Il existe cependant chez certaines espèces la capacité, ou préférence, à tolérer l’ombrage sans que cela soit préjudiciable à leur développement. Cette préférence écologique induit différentes stratégies chez ces espèces qui se traduisent par un compromis, entre performance et sécurité, dans la réalisation des fonctions de soutien mécanique, de conduction et de protection contre les bio-agresseurs. Le regroupement des essences forestières partageant des stratégies de croissance communes est essentiel pour une utilisation judicieuse, responsable et rentable du bois. L’étude des stratégies écologiques et des traits fonctionnels associés permet en effet de mieux comprendre la biodiversité mais également l’élaboration de la qualité du bois au sens des propriétés technologiques utiles pour l’Homme. Trois stratégies écologiques liées au tempérament vis-à-vis de la lumière ont été étudiées. Elles comprennent des espèces exigeantes en lumière (pionnière), des espèces poussant en plein soleil mais pouvant supporter l’ombre de façon temporaire (hémi-héliophile) et des espèces capables de croître avec un faible apport de lumière (tolérantes à l’ombre). Les espèces étudiées sont des feuillus tropicaux du Gabon ayant été testés en laboratoire et caractérisés sur les plans anatomique, physique, mécanique et chimique. Les méthodes utilisées englobent des méthodes académiques et des nouvelles méthodes rapides et non destructives de détermination des propriétés du bois. Les résultats obtenus ont dans un premier temps été comparés aux résultats de la base de données physique et mécanique du CIRAD en lien avec l’écologie des espèces. Des similitudes et quelques différences ont été observées. Dans un second temps, des mises en relations entre l’anatomie, la chimie, la physique et la mécanique du bois ont été réalisées. Les résultats montrent que les espèces d’ombre ont de meilleures performances physique et mécanique et donc un meilleur soutien mécanique. Elles ont en plus une faible anisotropie qui traduit une bonne stabilité dimensionnelle. Ces performances élevées sont liées à leurs parois très épaisses, leurs nombreux vaisseaux, des diamètres de vaisseaux plus petits que ceux des hémi-héliophiles, leur densité de bois élevée et des taux de lignine et d’hémicelluloses importants. La densité élevée de ces espèces est liée à leurs parois très épaisses. Ces espèces peuvent être utilisées en ingénierie des matériaux dans les constructions lourdes ou les structures porteuses et dans les conceptions esthétiques par exemple. Il a été trouvé une quantité significative d’extractibles chez les espèces pionnières par rapport aux espèces hémi-héliophiles, ce qui leur confèrent une bonne protection contre les bio-agresseurs. Elles pourraient de ce fait être utilisées pour des constructions en extérieur. Cependant, elles étaient plus sensibles aux variations dimensionnelles dues aux variations d’humidité. Il n’y avait pas de différence significative entre les quantités d’extractibles des espèces pionnières et des espèces tolérantes à l’ombre. Dans l’ensemble, les espèces hémi-héliophiles n’étaient pas statistiquement différentes des espèces pionnières et tolérantes à l’ombre. Aucunes différences significatives n’ont été mise en évidence entre les longueurs des fibres et la teneur en cellulose des trois tempéraments. Des espèces secondaires moins connues tolérantes et intolérantes à l’ombre ont pu être identifiées comme potentielles substituts des espèces fortement exploitées au regard de la qualité de leur bois.

Mots clefs : Feuillus tropicaux ; Stratégies de croissance ; Traits fonctionnels ; Tempérament écologique ; Tolérance à l’ombre ; Propriétés du bois.

Composition du jury :
-Mme. S. Bardet, MCF HDR, Université de Montpellier Rapporteur
-M. G. Goli, Professeur, Université de Florence Rapporteur
-Mme. P. Omouendze Mouaragadja, MCF CAMES, ENEF Examinatrice
-M. J. Gril, Directeur de recherche émérite, CNRS Examinateur
-M. R. Moutou Pitti, MCF HDR, UCA Directeur de thèse
-M. L. Brancheriau, CIRAD Co-Directeur de thèse
-M. S. Ikogou, MCF CAMES, USTM Invité
-M. S. Ekomy Ango, MCF CAMES, IRT Invité

MAI 2024

le mercredi 29 mai 2024 à 14h 14h (heure de Paris)| 9h (heure de Cayenne) dans la salle Silvolab du centre AgroParisTech de Kourou (Avenue de France, 97310 Kourou), Guillaume SALZET soutiendra ses travaux de thèse portant sur : Étude de la durabilité de la filière forêt-bois de Guyane française, approche spatialisée de modélisation des services écosystémiques.

Pour ceux qui souhaiteraient assister à cette soutenance à distance, un live YouTube sera disponible via ce lien : https://www.youtube.com/watch?v=LUfC2mbMYMA (la diffusion commencera environ 1h avant la soutenance)

Le jury est composé de :
-Directeur et encadrante de thèse :
Sylvain Caurla, Banque Européenne d'Investissement, Luxembourg
Mélaine Aubry-Kientz, Université de Montpellier, UM, Montpellier
-Rapporteurs :
Bruno Hérault, CIRAD, UPR Forêt & Société, Montpellier
Marie-Ange Ngo Bieng, CIRAD, CATIE, Turrialba
-Examinateurs :
Serge Garcia, INRAE, BETA, Nancy
Xavier Morin, CNRS, CEFE, Montpellier

MARS 2024

le Vendredi 29 Mars 2024, à 14h30, à la Faculté des Sciences et Technologie de Nancy, Kévin Candelier (BioWooEB, Cirad, Montpellier) soutiendra ses travaux en vue de l'obtention de l’habilitation à diriger des recherches (HDR), intitulés « Approche multidisciplinaire vers une valorisation des biomasses locales en bioproduits durables : matériaux et énergie ».

Composition du jury :
Pr. Bertrand CHARRIER, Université de Pau et des Pays de l’Adour, Rapporteur
Pr. Tatjana STEVANOVIC, Département SBF, Université de Laval, Rapportrice
Pr. Joris VAN ACKER, Woodlab, Ghent University, Rapporteur
Dr. Sandrine BARDET, LMGC, Université de Montpellier, Examinatrice
Dr. Loïc BRANCHERIAU, BioWooEB, Cirad, Université de Montpellier, Examinateur
Pr. Louis DENAUD, LaBoMaP, Arts et Métiers de Cluny, Examinateur
Pr. Philippe GERARDIN, LERMaB, Université de Lorraine, Examinateur
Dr. Nadine AMUSANT, EcoFoG, Cirad, Université Antilles-Guyane, Invitée
Pr. Stéphane DUMARÇAY, LERMaB, Université de Lorraine, Invité

Résumé
Le bois et toute autre biomasse ligneuse constituent une ressource abondante et disponible à l’échelle mondiale qui peut jouer un rôle majeur en réponse aux enjeux environnementaux actuels et de demain. Cette ressource renouvelable est essentielle pour la mise en place d’une économie biosourcée dans le cadre de la transition écologique, du fait qu’elle constitue un produit de substitution au regard des ressources pétrosourcées. Les voies de valorisations sont nombreuses et peuvent se faire notamment dans les domaines de la production d’énergie, des matériaux de construction, de la formulation de molécules chimiques nouvelles ou semblables à celles issues de la pétrochimie et dans la production de nouveaux matériaux durables et à faible impact environnemental.
Le point commun des différentes activités de recherches présentées dans ce mémoire d’HDR concerne la valorisation de la biomasse ligno-cellulosique pour des applications dans le domaine de la chimie verte. La composition biochimique des composés extractibles, leur diversité et leur variabilité, ainsi que leur potentiel de valorisation dans le domaine de la préservation des bois représente la grande majorité de mes recherches.
Avec une vision globale axée sur une « approche multidisciplinaire » de la valorisation des biomasses ligneuses en bioproduits durables, les trois principaux axes étudiés sont :
- Les procédés de modifications thermiques et thermochimiques du bois et des biomasses ligneuses ;
- Les caractérisations biochimiques des biomasses en vue de leur valorisation en matériaux durables et bioproduits ;
- L’impact du mode sylvicole (cas de l’agroforesterie) sur la composition chimique du bois.
L’ensemble de ce travail est avant tout le fruit de différents environnements (scientifiques et géographiques), de diverses collaborations, de rencontres et de partages. Il convient préciser que ces travaux ont toujours été orientés vers une recherche appliquée, encouragée par des projets nationaux et internationaux répondant à des besoins de développement bien spécifiques.