Propriétés des joints soudés par friction
Le soudage du bois par friction

3.1 Friction linéaire

Les essais mécaniques réalisés sur les échantillons soudés ont fait apparaître une résistance moyenne en traction qui varie entre 10 et 11 MPa. Ces résultats satisfont aux exigences de la norme européenne NF EN 2005 (nov. 2003). Une pression de soudage supérieure à 2 MPa conduit à de moins bonnes propriétés mécaniques du joint car elle induit un endommagement ainsi que l’extrusion excessive des fibres de bois de l’interface. La température atteinte dans le joint pendant la friction est de plus de 170 ˚C. Cette température est bien plus élevée que la température de transition vitreuse de la lignine et des hémicelluloses, température au-delà de laquelle ces constituants changent d’état et de comportement. La fusion des principaux polymères constitutifs du bois a bien eu lieu pendant l’opération de friction comme on peut l’observer sur les images de la figure 2 obtenues à l’aide d’un MEB.

MEB : microscope électronique à balayage

NMR : résonance magnétique nucléaire.

Sur les quatre images réalisées à différents grossissements, on observe des cellules trachéides intactes immergées dans un magma de polymère fondu ainsi que des cellules trachéides fortement déformées également immergées et accrochées à ce substrat. La fusion s’est probablement effectuée très localement au niveau de la lamelle mitoyenne des cellules trachéides, celle qui est la plus riche en lignine (figure 2 d). Le joint soudé est donc composé d’un enchevêtrement de cellules immergées dans une matrice d’un matériau intercellulaire amorphe composé principalement de lignine mais également d’hémicelluloses. L’analyse du spectre NMR C-13 nous indique la réalisation de réactions entre la lignine et des furanes. Cela contribue, pour une faible part, à l’obtention d’une bonne liaison mécanique. En effet, l’analyse thermomécanique du joint soudé fait apparaître une nette augmentation du module d’élasticité...