A novel method of density determination for waterlogged woods: Comparison with a known classical technique

Abstract

In the course of research for conservation treatments of the waterlogged woods archaeological artefacts, characterisation of degree of woods decay seemed to be a major step in choosing of feeler concentrations for structural consolidation. For purpose, the Maximum Water Content (MWC) and density were the common parameters used for determining degree of the waterlogged woods degradation. As for fresh wood, assessment to the real density of waterlogged woods ( GR R ) was fastidious. Then, the conditional density ( GC R ) of wood was always determined on basis of Smith relation. The latter was subjected to an established hypothesis that stipulates a constant value for density of wood dry-matter of about 1.5.
The actual paper proposes a novel method for determination of waterlogged wood conditional density. It’s fundamentally based on Archimede principle, as those kinds of woods were completely watering
submersible. The obtained results have been compared with those from application of the modified Smith formula. A good correlation was reached between the two methods. It immediately followed that assumption of constant density of fresh wood dry-matter (value 1.5), drove to a good approximation in usage of Smith formula. However, this approximation did not still hold for slightly degraded woods as shown by compared results of these two methods. The main advantage of the proposed method linked
with its practical measurements in real conditions and the fact that no assumption for the wood cell wall density was necessary.

Key words: Wood, waterlogged, conditional density, maximum water content.

Dans les recherches relatives aux traitements dédiés à la conservation des objets archéologiques en bois gorgés d'eau, la caractérisation du degré de dégradation du bois constitue une importante étape dans le choix des concentrations du matériau d'imprégnation - consolidation. La teneur maximale en eau et la densité sont couramment utilisées pour évaluer l’état de dégradation du bois. L'accès à la densité réelle d’un bois gorgé d'eau (RGR) est ardu. La densité conditionnelle (RGC), déterminée à partir de la relation de Smith modifiée, a donc été admise quand bien même elle reste sujette à l'hypothèse de la constance de densité de la matière sèche du bois. Le présent article propose une nouvelle méthode de détermination de la densité des bois gorgés d'eau. Elle est  fondamentalement basée sur le principe d'Archimède et tien  pratiquement au fait que ces types de bois sont complètement submersibles dans l’eau. Les résultats obtenus, comparés à ceux déterminés par la formule classique de Smith, ont montré une bonne corrélation entre les deux méthodes. Il s’en suit immédiatement que, l’hypothèse sur la densité de matière sèche du bois frais (1,5) est bien confirmée. Toutefois, l’approximation ainsi faite ne tient plus pour les bois peu dégradés. Les avantages de la nouvelle méthode sont  essentiellement liés au fait qu’elle s’appuie sur des mesures pratiques en
conditions réelles et qu’aucune hypothèse, sur la valeur de la densité de la substance de la paroi cellulaire, ne soit nécessaire pour son application.

Mots clés: Bois, gorgé d'eau, densité conditionnelle, teneur maximale en eau.