Soutenance de M. Aurélien Hermann
22 novembre 2021 9 h à 12 h
Lieu : Pavillon Paul-Comtois, salle du Conseil – CMT-1110
Il sera également possible d'assister à la soutenance virtuellement par Zoom :
https://ulaval.zoom.us/j/62759385426?pwd=OUNGRDV4anJVWkloM0p4YjFna3d0QT09
Titre : Développement d’un système de finition polymérisable aux UV super performant
Les revêtements pour couvre-planchers en bois sont soumis à de nombreuses sollicitations au cours de leur durée de vie en service. Parmi les différents types d’agressions (chimiques, mécaniques, environnementales) auxquelles un revêtement doit faire face, les agressions mécaniques sont les plus problématiques. Ces dernières peuvent créer des défauts en surface de la finition (rayures, indentations, usure) pouvant considérablement altérer l’aspect de la finition et impacter la résistance du couvre-plancher. L’apparition de défauts en surface d’un système de finition peut indiquer une performance mécanique trop faible.
L’objectif principal de ce projet est d’améliorer les propriétés mécaniques des revêtements polymérisables par rayonnement UV pour les couvre-planchers en bois à travers l’analyse et la compréhension de leurs comportements physico-chimiques.
Le premier axe de recherche traite de l’inhibition causée par l’oxygène lors de la polymérisation radicalaire, de ses impacts sur la surface des revêtements et l’utilisation de nouveaux composés permettant de réduire cette action inhibitrice. Le second axe a pour objectif d’améliorer la résistance mécanique de systèmes de finitions multicouches et de mieux comprendre l’influence des propriétés apportées individuellement par les différentes couches.
Dans le premier axe, une étude a été menée afin de caractériser les problématiques liées à l’inhibition de l’oxygène. Des analyses en micro-spectroscopie Raman ont permis d’étudier l’impact de l’inhibition par l’oxygène selon sa profondeur de diffusion. De nouveaux composés n’ayant jamais été utilisés pour la réduction de l’inhibition par l’oxygène ont été incorporés selon leurs fonctions chimiques et leur effet supposé lors de la polymérisation en présence d’oxygène. En plus de comparer l’efficacité de ces composés lors de la polymérisation des formulations, leur impact sur la résistance mécanique de la finition a été considéré. Des essais d’abrasion de surface et de dureté pendule ont permis de compléter l’étude en analysant l’impact des composés sur les propriétés mécaniques de la finition.
Le deuxième axe vise à approfondir la compréhension du comportement de finitions multicouches, lorsque soumis à des indentations ou des rayures. Dans un premier temps, la relation structure-propriété d’une finition a été analysée par la formulation de couples monomère-oligomère. Les propriétés physico-chimiques, telles que la température de transition vitreuse (Tg) et la densité de réticulation, des polymères seuls ont été déterminées par analyse mécanique dynamique (DMA). La dureté, la résistance à l’abrasion, la résistance à la rayure et la résistance à la friction de la couche de surface au sein d’un système de finition appliqué sur le bois ont été étudiées. Les résultats obtenus ont permis une meilleure compréhension du comportement de la couche de surface lors de sollicitations mécaniques. Une meilleure perception des paramètres influençant la performance mécanique de la couche de surface au sein d’un système de finition multicouche industriel a ainsi pu être acquise.
Afin d’approfondir la compréhension du comportement d’un système de finition multicouche, l’influence des propriétés de la couche de scellant a, elle aussi, été étudiée. L’influence des propriétés du scellant sur la dureté et la résistance à la rayure d’une finition multicouche a pu être évaluée. Le rôle du scellant étant d’absorber et de diffuser une partie des forces subies par les couches de surface, l’influence de l’épaisseur du scellant a également été étudiée. De plus, l’influence des scellants sur le profil des rayures à la surface des systèmes de finition a été observée par profilométrie de surface. Une corrélation entre l’épaisseur totale de scellant appliquée et la profondeur moyenne des rayures a pu être établie. L’influence des propriétés des différentes formulations appliquées sur la résistance aux rayures a pu aussi être étudiée. À l’épaisseur maximale appliquée, les produits ayant un réseau plus dense résistent mieux aux rayures en présentant une plus petite profondeur de pénétration.
Informations supplémentaires :
Membres du jury
Président
M. Pierre Blanchet
Université Laval, Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique
Examinateurs
Mme Véronic Landry
Université Laval, Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique
M. Dominique Burr
Université de Haute-Alsace
M. William Nguegang Nkeuwa
West Fraser
M. Bernard Riedl
Université Laval, Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique
M. Torsten Lihra
Université Laval, Faculté de foresterie, de géographie et de géomatique