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Submitted on 5 Jun 2020
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Observations du bois par microtomographie à rayons X.
Outils et quelques exemples ”pour meubler si nécessaire”
Eric Badel
To cite this version:
Eric Badel. Observations du bois par microtomographie à rayons X. Outils et quelques exemples
”pour meubler si nécessaire”. Ecole Thématique CNRS “Pluribois”, GDR 3544 BOIS., Jun 2019, Fréjus, France. 21 p. �hal-02168623�
Observations du bois par microtomographie à rayons X
Outils et quelques exemples « pour meubler si nécessaire »
Eric BADEL
UMR PIAF, INRA-UBP 5 chemin de Beaulieu, Clermont Ferrand
La radiographie X : projection simple 2D
X-ray source
thin sample
2D detector
I 0
I
Röntgen 1895
I 0
I
• information intégrative sur l’épaisseur de l’échantillon
• ce que l’on mesure : µ X
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Frejus 03/06/2019
𝒍𝒏( 𝑰
𝑰 𝟎 ) = −𝝁 𝑿
X
(micro)tomographie à rayons X 2D
Microfocus X-ray source
Scanner médical Microtomographie 2D (haute résolution)
« non-destructive »
High resolution detector
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
0
- ln ( I / I0 )
= 0
J. Ruelle (INRA-Nancy)
Microtomographie 3D
1000 à 2000 projections sur 360 °
Grew (1674) first light microscope Badelet al(2014) X-ray micro-CT scan
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Frejus 03/06/2019
Small lab device Lab device Synchrotrons facilities
X-ray Polychromatic Polychromatic Monochromatic
Beam Divergent Divergent Parallel
Spatial resolution 5-10 microns 1 micron 0.3 micron
Max sample size 4-5 cm 10-20 cm 1 mm
File size 16 Go 32 Go 64 Go or more
Scan time 10 min to 1 hour 10 min to 1 hour 1 s to few minutes
Les outils
The synchrotron lights
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Paris 11/05/2016
Applications sur le bois (echelle arbre)
X ray medical scanner for Wood inspection
Interpolation entre les tranches -> 3D
Gros objets
Détection de noeuds
3D view built from 2D slices stacking
3D rendering of automatic nodes detection épicea
Application : structures du tronc
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Frejus 03/06/2019
µCT: Structure anatomique 3D du bois
Réseau hydraulique
Parois cellulaires
Transverse section of Norway spruce wood showing density distribution at different tomographic slices of untreated (top) and wood treated. Degradation was more significant in latewood.
(Gilani et al, 2014)
Biological degradation : effect of chemical of thermal treatments
Suivis de procédés (traitement thermique)
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Frejus 03/06/2019
Suivis de procédés (imprégnation)
Utilisation de contrastants à base d’iode
Suivi in situ d’embolie vasculaire
H 2 0
CO 2
Xylem under tension
Evaporation
Absorption
As cen sion
embolism
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Frejus 03/06/2019
H.Cochard
Mesure et localisation de l’embolie
200 µm
Walnut tree Pinus sylvestris
Douglas
(Dalla Salda et al, JPH 2015)
100 µm
0 20 40 60 80 100
1 2 3 4 5 6
y=100/(1+exp(a*(x-b))), r2=0.89 a=-1.2, b=4.3
Pressure (MPa)
Lo ss o f c on du ct iv ity (% )
In situ dynamic embolism measurements
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Frejus 03/06/2019
Déterminismes anatomiques de la propagation d’embolie
-1.5 MPa -2.5 MPa
Data for modelling Cell level
?
Torres and Badel
Déterminismes anatomiques de la propagation d’embolie
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Frejus 03/06/2019
-1.5 MPa
-2.5 MPa -4.0 MPa
Coupes virtuelles tomo
Recalage sur coupes cytologiques
Lemaire et al, 2019 (soumis)
FAST-TOMO : Visualisation rapide de l’embolie (4D)
(Ponomarenko et al 2016)
Scans de 1 seconde
Essais mécaniques compression d’un panneau de fibres
(Badel et al 2008)
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Frejus 03/06/2019
Paléo
Strullu et al, unpublished
PAléo
Strullu et al, 2014
Armoricaphyton chateaupannense (407 Ma)
A L I M E N T A T I O N A G R I C U L T U R E
GDR Bois– Frejus 03/06/2019
