Scaling MoE and MoR measurements for white spruce (Picea glauca) from mini-clear samples to full length lumber and relating the results to tree-level variables

Li, Li (2014). Scaling MoE and MoR measurements for white spruce (Picea glauca) from mini-clear samples to full length lumber and relating the results to tree-level variables. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 57 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Les gestionnaires forestiers doivent prendre en considération plusieurs éléments tels que l'effet des traitements sylvicoles sur la qualité du bois pour établir leurs choix. Pour quantifier la qualité du bois d'oeuvre, les propriétés mécaniques en flexion sont souvent employées. Ces mesures peuvent provenir de pièces de bois d'oeuvre, ou sur des éprouvettes de petite taille sans défaut. Il est toutefois difficile de comparer les mesures des échantillons de tailles différentes, en partie car les essais en flexions emploient des méthodes différentes, et parce que le bois est un matérieu hétérogène avec des défauts . Ce projet propose de comparer les modules d'élasticité (MoE) et de rupture (MoR) provenant de 279 pièces de bois d'oeuvre (3,8 x 8,9 x 250 cm) et de 544 éprouvettes (l x 1 x 15 cm). Les échantillons ont été prélevés sur 32 épinettes blanches (Picea glauca) ayant été récoltées dans une plantation à la forêt expérimentale de Petawawa, Ontario. Les propriétés mécaniques ont été mesurées par des essais en flexion statique à 3 points (éprouvettes) et 4 points (bois d'oeuvre). Étant donné que les éprouvettes n'étaient pas associées au bois d'oeuvre, une technique de rééchantillonnage a été développée afin de jumeler une éprouvette à une pièce de bois d'oeuvre.
Cette technique, appliquée 10 000 fois, a permis de bâtir une distribution de l'estimation des paramètres pour les variables à l'échelle de la cime, de l'arbre et du peuplement. Les résultats montrent que le MoE du bois d'oeuvre était 290/0 plus grand que le MoE de l'éprouvette et inversement, que le MoR du bois d'oeuvre était presque la moitié du MoR de l'éprouvette (53%). Les rapports du MoR et MoE sont proportionnels au diamètre à hauteur de poitrine et la longueur relative de la cime et inversement proportionnelle à la surface basale des 5 branches les plus grosses. -- Mots clés: module d'élasticité, module de rupture, bois d'oeuvre, éprouvette, technique de rééchantillonnage, épinette blanche (Picea glauca). -- ABSTRACT: Stiffness and strength are generally obtained on either small c1earwood or on fulllength lumber for quantifying wood quality. Scaling the values between sample sizes is hard due to the differences in testing method, wood properties and defect occurrence. This study explored the relationship of stiffness (MoE) and strength (MoR) measures between two sample sizes as weil as the effects of tree-level variables on the scaling process. Tree and branch data were collected from 32 white spruce (Picea glauca) trees from a spacing trial in eastern Canada established in 1936. Each selected tree was bucked into logs and bolts, which were then processed into 3.8x8.9x250 cm and 1x1x15cm pieces. The moduli were obtained from 4- and 3-point bending tests for lumber and mini-clear, respectively. The lumber to mini-c1ear relation was modeled with a resampling technique , with two pairing methods run 10 000 times each. The MoE and MoR ratios were then related to stand, tree and crown characteristics using a linear regression for each resampling run , and the distribution of the estimated parameters used for inference. Lumber MoE was 29% larger than mini-c1ear MoE, unlike the lumber MoR which was 53% of the mini-c1ear MoR. Furthermore, in both simulating senarios, DBH and crown ratio were positively proportion al to both scaling ratios; contrarily, basal area of 5 biggest branches was negatively proportion al to scaling ratios. The variables explaining the MoE and MoR ratios in final models were similar between two scenarios. -- Keywords: modulus of elasticity, modulus of rupture, lumber, mini-c1ear, resampling technique, white spruce (Picea glauca).

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Schneider, Robert
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Achim, Alexis
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise gestion de la faune et de ses habitats en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés :	Epinette Blanche Picea Glauca Module Elasticite Rupture Moe Mor Eprouvette Bois Oeuvre Reechantillonnage
Départements et unités départementales :	Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	06 mai 2016 15:26
Dernière modification :	06 mai 2016 15:26
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1051

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