Predicting mechanical degradation indicators of silver fir wooden strips using near infrared spectroscopy

Autor: Jean-Baptiste Barré, Loïc Brancheriau, Marie-France Thévenon, Franck Bourrier, Lauric Cécillon, David Bertrand, Freddy Rey
Přispěvatelé: Ecosystèmes montagnards (UR EMGR), Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA), Université Grenoble Alpes (UGA), BioWooEB (Cirad-Persyst-UPR 114 BioWooEB), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Université Grenoble Alpes - Faculté d'Économie de Grenoble (UGA UFR FEG), Mécanique des Matériaux et des Structures (M2S), Géomécanique, Matériaux et Structures (GEOMAS), Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), BioWooEB (UPR BioWooEB), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
0106 biological sciences
K50 - Technologie des produits forestiers
Coefficient of determination
Materials science
Mean squared error
Analytical chemistry
Spectroscopie infrarouge
Young's modulus
Biodégradation
01 natural sciences
symbols.namesake
Bois
[SDV.EE.ECO]Life Sciences [q-bio]/Ecology
environment/Ecosystems
Flexural strength
010608 biotechnology
Partial least squares regression
J12 - Manutention
transport
stockage et conservation des produits forestiers
General Materials Science
Analyse de régression
Elasticity (economics)
Spectroscopy
040101 forestry
biology
Méthode statistique
business.industry
Élasticité
Forestry
04 agricultural and veterinary sciences
Structural engineering
biology.organism_classification
Abies alba
Propriété mécanique
Propriété technologique
symbols
0401 agriculture
forestry
and fisheries
[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
business
Zdroj: European Journal of Wood and Wood Products
European Journal of Wood and Wood Products, Springer Verlag, 2018, 76 (1), pp.43-55. ⟨10.1007/s00107-017-1209-4⟩
European Journal of Wood and Wood Products, 2018, 76 (1), pp.43-55. ⟨10.1007/s00107-017-1209-4⟩
ISSN: 0018-3768
1436-736X
DOI: 10.1007/s00107-017-1209-4⟩
Popis: The management of ecological engineering structures making up a timber structure requires periodical evaluations, including the level of decay of the constituent parts of the timber structure. Methods exist to measure the level of decay in the laboratory or in the field. However, they are rarely suitable for the conditions of ecological engineering structures, or give partial information. The aim of this study was to predict two mechanical degradation indicators ( $$Dw_{MOE}$$ and $$Dw_{MOR}$$ ) of silver fir (Abies alba) wooden strips during microbial decomposition using near-infrared spectroscopy (NIRS). For 1.5 years, the degradation of 180 squared wooden strips, 30 mm wide and 500 mm long, buried in a greenhouse near Grenoble, France (Altitude: 200 m) was monitored. $$Dw_{MOE}$$ and $$Dw_{MOR}$$ were set from the normalized losses in modulus of elasticity (MOE) and modulus of rupture (MOR), two mechanical properties classically used for timber-structure design. A calibration set of 109 samples was selected to build two separate predictive models of $$Dw_{MOE}$$ and $$Dw_{MOR}$$ using partial least square regression. The NIR-based models applied to a validation set of 47 samples indicated good prediction performance. The model has a root mean square error of prediction (RMSEP) of 0.15 and a coefficient of determination ( $$r^2_p$$ ) of 0.79. The $$Dw_{MOR}$$ model has a RMSEP of 0.13 and a $$r^{2}$$ -value of 0.91. These results highlight the considerable potential of NIRS in assessing the extension of decay in wooden logs.
Databáze: OpenAIRE
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