Sciences du Bois

Morphogenèse et processus fondamentaux au développement de l’arbre

               Croissance primaire (organogenèse et allongement ; caulinaire & racinaire)

               Croissance secondaire (fonctionnement du cambium et du phellogène)

               Ramification et modèles de branchaison

               Reproduction (de la fleur au fruit) et phénologie reproductive

Architecture des arbres

               Les modèles architecturaux

               Le concept d’unité architecturale

               La réitération

               Sénescence et dépérissement

               Les gradients morphogénétiques

               L’architecture racinaire

               Diversité, variabilité et plasticité du fonctionnement de l’arbre et adaptation

Les relations structures-temps :  approches dendrochronologiques      

               Phénologie et chronobiologie

               Croissance primaire, ramification, floraison et marqueurs morpho-anatomiques

               Fonctionnement cambial et cernes de croissance

               Reconstruction a posteriori du développement de l'arbre

Écophysiologie et architecture fonctionnelle des arbres             

               Le soutien mécanique

               L’absorption racinaire (incl. rôle des mycorhizes)

               La conduction

               La photosynthèse

               Les réserves

               La reproduction

               Trade-off et compromis entre les fonctions

Adaptations et relations structures-fonctions

               Adaptation à l'herbivorie (spinescence, tiges souterraines, latex, composés chimiques, …)

               Résistance aux pathogènes (écorce, latex, …)

               Résistance au feu (écorce, capacité à rejeter, pyrophytes …)

               Tolérance/Résistance à la sécheresse

Le bois marqueur de l'histoire

               Anthracologie

               Dendrochronologie / dendroclimatologie

               Marqueur des végétations, des usages, du climat

               TP analyse des carottes après séchage…

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• Introduction aux statistiques et démarche scientifique

                       Démarche scientifique

                       Structuration des données

                       Statistiques descriptives

                       Panorama des méthodes d'analyse

                       Regard critique sur les statistiques

• Analyses univariées

                       Tests de comparaison

                       Conformité d'une distribution

                       Régression simple et analyse de variance/covariance

• Analyses multivariées

                       Corrélations et analyse en composantes principales

                       Régression linéaire multiple

                       Ajustements non-linéaires

• Classification et discrimination

                       Classification (supervisée, non-supervisée)

                       Segmentation et discrimination

• Outils d'analyse statistique

                       Introduction au logiciel R

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- Taxonomie / phylogénie : le concept d'espèce               

- Aux origines de l'arbre / aux origines du bois - Apparition des formes arborescentes, invention du bois et évolution   

- Evolution du cambium et du système vasculaire                          

- Diversité des plans ligneux  (trachéides / vaisseaux / fibres / parenchymes)

- Les traits anatomiques et reconnaissance taxonomique des bois tempérés et tropicaux                  

- Composition chimique du bois              

- Macromolécules (Cellulose, hémicelluloses, lignines,…) et leurs propriétés (Tg)

- Nano-structure - méso et nano-porosité, organisation des microfibrilles de cellulose (interaction entre composés chimiques)              

- Composition chimique du bois              

- Métabolites secondaires (fonctionnement, composition, diversité), extractibles       

- Composition chimique du bois - Gommes, latex, exudats, résines          

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Comportement mécanique du bois

Comportement élastique unidimensionnel et résistance des matériaux (RDM) appliquée aux structures avec des poutres en bois et introduction aux codes de calcul (modélisation éléments finis).

Visco-élasticité unidimensionnelle et amortissement.

Comportement orthotrope.

Comportement à la rupture.

Méthodes de mesure quasi-statique et vibratoire.

Les bois par rapport aux autres matériaux (cartes d’Ashby).

Propriétés physico-chimiques des bois

Propriétés thermique et hygroscopique (retrait-gonflement), conséquence sur les propriétés élastiques.

Relations entre structure, chimie et comportement physico-mécanique (de l’échelle de la paroi cellulaire à l’échelle macroscopique).

Propriétés sensorielles : couleurs, odeurs, toucher, sonorité et propriétés gustatives.

Diversité des bois et diversité des usages

Variabilité au sein d’une espèce et diversité entre espèces (tempérées, méditerranéennes, tropicales) des propriétés physico-mécaniques.

Les bois à l'interface de plusieurs catégories de diversités (biologique, physico-mécanique, fonctionnelle, culturelle), illustration par des usages spécifiques et à travers différentes aires géoculturelles.

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L’étude de cas constitue une étape stimulante dans la formation et l’apprentissage qui vise, à travers une situation réelle d’entreprise, de secteur industriel ou de recherche, liée à la filière forêts-bois, à développer non seulement le savoir des étudiants, mais surtout le savoir-faire et le savoir-être de gestionnaires et de dirigeants. L’étude de cas est donc orientée vers un apprentissage actif des étudiants grâce à une réflexion et une discussion en groupe dans une situation réelle.

Les différents sujets d’étude sont proposés par des industriels, des professionnels et des chercheurs et enseignants chercheurs. Les thématiques des sujets sont interdisciplinaires, scientifiques, techniques, ou encore socio-économiques.

Pour répondre à la demande du client, l’étudiant fait appel à ses connaissances antérieures et les combine avec ses connaissances nouvellement acquises. Supervisé par un ou plusieurs tuteurs pédagogiques, le groupe d’étudiants aura en charge l’élaboration des consignes, des procédures, du cahier des charges, des rapports et des rendus de l’études à partir des résultats de tests, d'essais et/ou d’enquête, afin de répondre à la demande du client. Le dialogue avec ses pairs, par l’échange, la confrontation ou l’argumentation, contribue fortement à la bonne conduite de ce projet.

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 Histoire et sociologie autour du bois

            Histoire des usages des bois, du paléolithique à nos jours

            Les mythes autour de l'arbre et du bois : visite contée du Jardin des Plantes

            Le bois et la forêt : représentations et usages

Carbone et changement climatique

            Effet de serre et changements climatiques

            Bilan carbone de la forêt aux produits bois

Économie et géopolitique de la filière bois           

            Economie du carbone

            La filière bois mondiale - Géopolitique et soutenabilité des usages du bois - Flux mondiaux

            Les acteurs de la filière bois traditionnelle et technique, en France et dans le Monde

            Géopolitique de la production, conflits d'usages des terres. Valeur de la forêt face aux autres usages (miniers, agricoles, urbanismes, …)

Services écosystémiques de la forêt

            Biodiversité, filtrage air / eau, régulateur hydraulique

            Accueil du public, produits cueillette, chasse,

            Paysage, ouverture/fermeture des milieux

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Exploitation forestière et première transformation.

Usinages de 1^ère et 2^ème transformation

Structuration de la 1^ère transformation

Contraintes de croissance et conséquences technologiques

Séchage et comportement hygroscopique

Dégradations et durabilité

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Compréhension orale ‑ supports vidéo, conférences, échanges de groupe

Compréhension écrite ‑ à partir d’articles de la presse scientifique

Expression orale en interaction ‑ conférences, débats et travaux de groupe

Expression écrite ‑ prise de notes (rapports)

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Cahier des charges biophysique de l'arbre

Mécanique de l'arbre soumis à la pesanteur

Hydraulique de l'arbre

Mécanique de l'arbre sous chargement externe

Biophysique intégrative de l'arbre

Adaptations biophysiques et qualité des bois

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Morphogenèse et processus fondamentaux au développement de l’arbre

               Croissance primaire (organogenèse et allongement ; caulinaire & racinaire)

               Croissance secondaire (fonctionnement du cambium et du phellogène)

               Ramification et modèles de branchaison

               Reproduction (de la fleur au fruit) et phénologie reproductive

Architecture des arbres

               Les modèles architecturaux

               Le concept d’unité architecturale

               La réitération

               Sénescence et dépérissement

               Les gradients morphogénétiques

               L’architecture racinaire

               Diversité, variabilité et plasticité du fonctionnement de l’arbre et adaptation

Les relations structures-temps :  approches dendrochronologiques      

               Phénologie et chronobiologie

               Croissance primaire, ramification, floraison et marqueurs morpho-anatomiques

               Fonctionnement cambial et cernes de croissance

               Reconstruction a posteriori du développement de l'arbre

Écophysiologie et architecture fonctionnelle des arbres             

               Le soutien mécanique

               L’absorption racinaire (incl. rôle des mycorhizes)

               La conduction

               La photosynthèse

               Les réserves

               La reproduction

               Trade-off et compromis entre les fonctions

Adaptations et relations structures-fonctions

               Adaptation à l'herbivorie (spinescence, tiges souterraines, latex, composés chimiques, …)

               Résistance aux pathogènes (écorce, latex, …)

               Résistance au feu (écorce, capacité à rejeter, pyrophytes …)

               Tolérance/Résistance à la sécheresse

Le bois marqueur de l'histoire

               Anthracologie

               Dendrochronologie / dendroclimatologie

               Marqueur des végétations, des usages, du climat

               TP analyse des carottes après séchage…

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• Introduction aux statistiques et démarche scientifique

                       Démarche scientifique

                       Structuration des données

                       Statistiques descriptives

                       Panorama des méthodes d'analyse

                       Regard critique sur les statistiques

• Analyses univariées

                       Tests de comparaison

                       Conformité d'une distribution

                       Régression simple et analyse de variance/covariance

• Analyses multivariées

                       Corrélations et analyse en composantes principales

                       Régression linéaire multiple

                       Ajustements non-linéaires

• Classification et discrimination

                       Classification (supervisée, non-supervisée)

                       Segmentation et discrimination

• Outils d'analyse statistique

                       Introduction au logiciel R

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- Taxonomie / phylogénie : le concept d'espèce               

- Aux origines de l'arbre / aux origines du bois - Apparition des formes arborescentes, invention du bois et évolution   

- Evolution du cambium et du système vasculaire                          

- Diversité des plans ligneux  (trachéides / vaisseaux / fibres / parenchymes)

- Les traits anatomiques et reconnaissance taxonomique des bois tempérés et tropicaux                  

- Composition chimique du bois              

- Macromolécules (Cellulose, hémicelluloses, lignines,…) et leurs propriétés (Tg)

- Nano-structure - méso et nano-porosité, organisation des microfibrilles de cellulose (interaction entre composés chimiques)              

- Composition chimique du bois              

- Métabolites secondaires (fonctionnement, composition, diversité), extractibles       

- Composition chimique du bois - Gommes, latex, exudats, résines          

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Comportement mécanique du bois

Comportement élastique unidimensionnel et résistance des matériaux (RDM) appliquée aux structures avec des poutres en bois et introduction aux codes de calcul (modélisation éléments finis).

Visco-élasticité unidimensionnelle et amortissement.

Comportement orthotrope.

Comportement à la rupture.

Méthodes de mesure quasi-statique et vibratoire.

Les bois par rapport aux autres matériaux (cartes d’Ashby).

Propriétés physico-chimiques des bois

Propriétés thermique et hygroscopique (retrait-gonflement), conséquence sur les propriétés élastiques.

Relations entre structure, chimie et comportement physico-mécanique (de l’échelle de la paroi cellulaire à l’échelle macroscopique).

Propriétés sensorielles : couleurs, odeurs, toucher, sonorité et propriétés gustatives.

Diversité des bois et diversité des usages

Variabilité au sein d’une espèce et diversité entre espèces (tempérées, méditerranéennes, tropicales) des propriétés physico-mécaniques.

Les bois à l'interface de plusieurs catégories de diversités (biologique, physico-mécanique, fonctionnelle, culturelle), illustration par des usages spécifiques et à travers différentes aires géoculturelles.

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L’étude de cas constitue une étape stimulante dans la formation et l’apprentissage qui vise, à travers une situation réelle d’entreprise, de secteur industriel ou de recherche, liée à la filière forêts-bois, à développer non seulement le savoir des étudiants, mais surtout le savoir-faire et le savoir-être de gestionnaires et de dirigeants. L’étude de cas est donc orientée vers un apprentissage actif des étudiants grâce à une réflexion et une discussion en groupe dans une situation réelle.

Les différents sujets d’étude sont proposés par des industriels, des professionnels et des chercheurs et enseignants chercheurs. Les thématiques des sujets sont interdisciplinaires, scientifiques, techniques, ou encore socio-économiques.

Pour répondre à la demande du client, l’étudiant fait appel à ses connaissances antérieures et les combine avec ses connaissances nouvellement acquises. Supervisé par un ou plusieurs tuteurs pédagogiques, le groupe d’étudiants aura en charge l’élaboration des consignes, des procédures, du cahier des charges, des rapports et des rendus de l’études à partir des résultats de tests, d'essais et/ou d’enquête, afin de répondre à la demande du client. Le dialogue avec ses pairs, par l’échange, la confrontation ou l’argumentation, contribue fortement à la bonne conduite de ce projet.

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 Histoire et sociologie autour du bois

            Histoire des usages des bois, du paléolithique à nos jours

            Les mythes autour de l'arbre et du bois : visite contée du Jardin des Plantes

            Le bois et la forêt : représentations et usages

Carbone et changement climatique

            Effet de serre et changements climatiques

            Bilan carbone de la forêt aux produits bois

Économie et géopolitique de la filière bois           

            Economie du carbone

            La filière bois mondiale - Géopolitique et soutenabilité des usages du bois - Flux mondiaux

            Les acteurs de la filière bois traditionnelle et technique, en France et dans le Monde

            Géopolitique de la production, conflits d'usages des terres. Valeur de la forêt face aux autres usages (miniers, agricoles, urbanismes, …)

Services écosystémiques de la forêt

            Biodiversité, filtrage air / eau, régulateur hydraulique

            Accueil du public, produits cueillette, chasse,

            Paysage, ouverture/fermeture des milieux

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Exploitation forestière et première transformation.

Usinages de 1^ère et 2^ème transformation

Structuration de la 1^ère transformation

Contraintes de croissance et conséquences technologiques

Séchage et comportement hygroscopique

Dégradations et durabilité

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Compréhension orale ‑ supports vidéo, conférences, échanges de groupe

Compréhension écrite ‑ à partir d’articles de la presse scientifique

Expression orale en interaction ‑ conférences, débats et travaux de groupe

Expression écrite ‑ prise de notes (rapports)

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Cahier des charges biophysique de l'arbre

Mécanique de l'arbre soumis à la pesanteur

Hydraulique de l'arbre

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Biophysique intégrative de l'arbre

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Usage des bois d’œuvres :

Produits bois pour la construction (massifs, aboutés, lamellé-collés, lamellés-croisés, panneaux, etc), filières, classements et usages.

Histoire de la construction et architecture contemporaine

Enjeux et spécificités des opérations de construction en bois :

• Conception : vérifications principales de structure, enveloppe, acoustique, etc.
• Réalisation : particularités et organisation des chantiers.
• Exploitation : performances hygro-thermiques, confort et bien-être, etc.
• Longévité et fin de vie : analyses du cycle de vie des constructions, recyclabilité, ré-emploi.

Bois nobles dans l’artisanat pour l’ébénisterie, marqueterie, lutherie, etc.

Usages des bois d’industries : 

Matériaux bois pour l’emballage (palettes, caisseries, cuves, etc.)

Matériaux composites à renforts végétaux dont bois (dans des produits pour le bâtiment, les transports, le sport et loisir, le design, etc.)

Matériaux bois dans les isolants thermiques  (en vrac, semi-rigides, rigides, etc.).

Matériaux bois fonctionnalisés (bois transparents, bois augmentés, etc)

Ressources, matériaux et production de papiers (imprimerie, techniques, cartons, etc.)

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Expression écrite ‑ prise de notes (rapports)

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Usage des bois d’œuvres :

Produits bois pour la construction (massifs, aboutés, lamellé-collés, lamellés-croisés, panneaux, etc), filières, classements et usages.

Histoire de la construction et architecture contemporaine

Enjeux et spécificités des opérations de construction en bois :

• Conception : vérifications principales de structure, enveloppe, acoustique, etc.
• Réalisation : particularités et organisation des chantiers.
• Exploitation : performances hygro-thermiques, confort et bien-être, etc.
• Longévité et fin de vie : analyses du cycle de vie des constructions, recyclabilité, ré-emploi.

Bois nobles dans l’artisanat pour l’ébénisterie, marqueterie, lutherie, etc.

Usages des bois d’industries : 

Matériaux bois pour l’emballage (palettes, caisseries, cuves, etc.)

Matériaux composites à renforts végétaux dont bois (dans des produits pour le bâtiment, les transports, le sport et loisir, le design, etc.)

Matériaux bois dans les isolants thermiques  (en vrac, semi-rigides, rigides, etc.).

Matériaux bois fonctionnalisés (bois transparents, bois augmentés, etc)

Ressources, matériaux et production de papiers (imprimerie, techniques, cartons, etc.)

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