IV – LE BOIS ET MATERIAUX DERIVES, SA DURABILITE NATURELLE ET CONFEREE, ET SES APPLICATIONS EN CONSTRUCTION
IV – LE BOIS ET MATERIAUX DERIVES, SA DURABILITE NATURELLE ET CONFEREE, ET SES APPLICATIONS EN CONSTRUCTION
Introduction :
Le bois est un matériau anisotrope dont les propriétés mécaniques dépendent de l’orientation de ses fibres.
1)Obligations visant les éléments en bois
En application de l’article R.112-2 du code de la Construction et de l’Habitation et de l’arrêté du 27 juin 2006 modifié, les éléments en bois qui participent à la solidité des structures des bâtiments neufs doivent être protégés :
- contre les insectes à larves xylophages sur l’ensemble du territoire
- en complément, contre les termites dans les départements dans lesquels a été publié un arrêté préfectoral pris conformément à l’article L.133-5 du code de la Construction et de l’Habitation.
Lorsque dans un département, l’arrêté préfectoral ne concerne pas la totalité du territoire mais seulement une ou plusieurs communes, les mesures relatives à la protection des constructions neuves contre les termites s’appliquent aux communes concernées.
Ces dispositions concernent les constructions dont le permis de construire a été déposé à compter du 1er novembre 2006 ainsi que les autres travaux d’aménagement ou de construction engagés à compter de cette même date.
Cette protection peut être (3 possibilités) :
- naturelle : certaines essences sont, en effet, résistantes de par leurs caractéristiques intrinsèques aux attaques de termites et/ou d’insectes à larves xylophages et ne nécessitent pas de traitement ; on parle alors de DURABILITÉ NATURELLE des bois
- apportée par des produits ou des techniques de préservation, qui seront appliqués aux bois à durabilité insuffisante avant leur mise en œuvre dans la construction ; on parle alors de DURABILITÉ CONFÉRÉE ; Cette durabilité conférée peut être apportée par deux type de traitement :
- le traitement de surface : trempage ou aspersion
- le traitement en profondeur : autoclave
Depuis 1982 l’emploi du TBT (tributylétains) est interdit en France.
- assurée par un positionnement favorable dans l’ouvrage qui permettra de contrôler régulièrement l’état des bois et de les remplacer ou de les traiter aisément si une attaque venait à être constatée ; dans ce cas, des bois NON DURABLES et NON TRAITÉS pourront alors être utilisés, en métropole seulement, pour la réalisation d’éléments structuraux.
2)Classification (le plan ligneux)
Pour une essence donnée, le bois est toujours constitué de cellules de même nature, groupées de façon identique, qui constituent le plan ligneux.
Son organisation est constante pour chaque essence, ce qui permet de le reconnaitre et donc de l’identifier.
L’observation et la reconnaissance du bois se font en considérant trois axes de référence :
- le sens axial
- le sens radial
- le sens tangentiel
- et les trois plans qui en découlent
- transversal
- radial
- tangentiel
Les trois plans de référence formant le plan ligneux R, T, L correspondent aux axes radial, tangentiel et longitudinal et permettent de former les plans de référence du bois : transverse (RT), radial (LR) et tangentiel (LT).
Les bois utilisés dans la construction, appelés bois d’oeuvre sont classés en deux catégories :
Parmi les plus utilisés nous trouverons :
- l’épicéa
- le pin Sylvestre
Parmi les plus utilisés nous trouverons :
- le chêne
- le peuplier
- le hêtre
Plan ligneux des résineux
On y trouve :
- Les trachéides verticales composées de cellules mortes (masse principale du bois) qui jouent un rôle de soutien, de conduction de la sève brute et communiquent entre elles par des ponctuations aréolées.
- Les rayons ligneux composés de cellules vivantes servant à la circulation de l’eau, des sucres, des substances organiques, les cellules communiquent entre elles par des ponctuations simples
On peut y trouver parfois les canaux sécréteurs (de résine) et verticaux et les trachéides horizontales.
Plan ligneux des feuillus
On y trouve :
- Des éléments verticaux que sont les vaisseaux et les fibres
- les vaisseaux conduisent la sève, ils communiquent entre eux par des perforations et communiquent avec les cellules voisines par des ponctuations.
- les fibres sont des parois très épaisses, formant le tissu de soutien
- Des éléments horizontaux
- les rayons ligneux qui servent au mouvement des substances (tissu de réserve)
- Des éléments verticaux que sont les vaisseaux et les fibres
On peut y trouver parfois un parenchyme vertical qui joue un rôle de mouvement des fluides et tissu de réserve, des trachéides horizontales et des éléments sécréteurs.
3)Anatomie
Le tronc de l’arbre se compose de :
- l’aubier
- Le duramen (appelé aussi bois parfait)
L’AUBIER
- tissu vivant
- élaboration de substances
- mises en réserve d’amidon, huiles…
- tissu perméable
- peu dense
- peu résistant
LE DURAMEN (bois parfait)
- tissu mort
- rôle mécanique et soutien
- obturation des tissus
- incrustation des parois
- dépôts de substances antiseptiques : tannins, résines
- bois dense
- résistant
- peu perméable
On peut constater sur l’aubier et le duramen des espèces des régions tempérées des cernes concentriques appelés cernes de croissance.
Coupe longitudinale d’un résineux
Coupe transversale d’un résineux
Coupe transversale d’un bois de chêne
Durabilité naturelle
La durabilité naturelle est une caractéristique intrinsèque de chaque essence de bois, qui définit sa capacité propre à résister à un type donné d’attaque biologique. Elle est donc toujours relative et dépend de l’agent de dégradation susceptible d’attaquer le bois : on distingue ainsi la durabilité naturelle vis-à-vis des insectes à larves xylophages, des termites et des champignons lignivores.
La durabilité naturelle d’une essence est la durabilité que présente un bois, dans des conditions données, en l’absence de tout traitement de préservation.
Elle rend compte de la résistance naturelle du bois aux attaques biologiques.
Sa résistance naturelle dépend de plusieurs facteurs :
➢ Sa structure ligneuse :
❖ le bois est anatomiquement résistant, sa structure ne permet pas à un agent biologique de s’y développer
exemple: le passage des filaments mycéliens dans les vaisseaux obturés par des thylles (éléments organiques qui comme les gommes obturent les vaisseaux), dans le duramen de certains essences feuillus sont quasiment impossible
❖ ou au contraire, certaines ponctuations simples, largement ouvertes sont de bonnes vois de passage pour les hyphes des champignons
➢ le contenu des cellules :
❖ le bois contient des substances de réserve (amidon) dont l’agent biologique tirera profit
exemple : les champignons de bleuissement (dis coloration) dans l’aubier, ou le bois parfait non différencié d’essences résineuses ou feuillus
❖ ou au contraire, le bois contient en plus ou moins grande quantité des antiseptiques naturels (oléorésines, tanins…) : ceux-ci étant nocifs pour certains agents de dégradation biologique. Ces substances se trouvant dans le bois parfait duraménisé
Le processus de duraminisation confère le plus souvent au bois une résistance plus importante vis-à-vis des attaques biologiques. Les duramens des essences à duramens différenciés (chêne, châtaignier, mélèze, douglas, etc.) sont naturellement plus durables que ceux des essences à duramens non différenciés (sapin, épicéa, hêtre, frêne, etc.).
La durabilité naturelle est une notion que l’on n put séparer de l’emploi des bois.
Il faudra donc prendre en compte :
- l’exposition de la pièce de bois dans l’ouvrage
- la possibilité de reprise d’eau (imprégnabilité)
- l’orientation de la pièce de bois (horizontale ou verticale)
4)Composition
La composition chimique du bois peut être résumé par trois substances de base :
5)Humidité
L’humidité du bois c’est le pourcentage d’eau contenu dans le bois par rapport à son poids anhydre. Il se calcule de la façon suivante :
L’état anhydre, c’est lorsqu’après séchage (passage dans un four) il ne reste plus que l’eau de constitution (évaporation de l’eau libre/eau liée).
Il existe deux types d’eau importants dans le bois. L’eau liée est située dans la paroi cellulaire des fibres tandis que l’eau libre est située dans la lumière (ouverture de la cellule). La teneur en humidité importante à retenir est d’environ 28%, soit le point de saturation des fibres.
L’équilibre hygroscopique.
Cet équilibre est la stabilisation du taux d’humidité du bois en fonction de la température mais surtout de l’humidité de l’air ambiant.
En France (climat tempéré) un ouvrage extérieur (menuiserie, volets,…) verra son taux d’humidité varié de 13% dans les périodes les plus sèches et 19% dans les périodes les plus humides.
Pour pouvoir être utilisé en construction, le bois devra avoir un taux d’humidité stabilisé dans cette fourchette de 13% à 19%.
6)Classification d’emploi
Classes d’emploi (risques biologiques) Norme européenne EN 335
