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Article

1 - INTERACTION FORÊT, BOIS ET ENVIRONNEMENT

2 - STRUCTURE ANATOMIQUE

3 - COMPOSITION CHIMIQUE

4 - PARAMÈTRES PERTINENTS À PRENDRE EN COMPTE DANS L'UTILISATION DU BOIS

5 - CLASSEMENT DES BOIS DE STRUCTURES

6 - CONCLUSION

| Réf : C925 v3

Paramètres pertinents à prendre en compte dans l'utilisation du bois
Matériau bois - Structure et caractéristiques

Auteur(s) : Marie-Christine TROUY-TRIBOULOT, Pascal TRIBOULOT

Date de publication : 10 nov. 2012

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RÉSUMÉ

Cet article présente une étude détaillée des structures microscopique et macroscopique du bois selon les différentes essences, ainsi que les caractéristiques mécaniques, physiques, chimiques qui en découlent. Un bref rappel de l’interaction forêt, bois et environnement est donné, ainsi que les paramètres pertinents à prendre en compte dans l’utilisation du bois (densité, interaction eau/bois, température). L’article se termine par la présentation des critères, essentiellement visuels, de classement des bois de structure.

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ABSTRACT

Wood - Structure and properties

This paper presents a detailed study of the microscopic and macroscopic wood features for different species, as well as the mechanical, physical, chemical characteristics which ensue from it. A brief recall of the forest, wood and environment interaction is given, as well as the relevant parameters to be taken into account for the use of wood (density, water/wood interaction, temperature). The article concludes with a presentation, particularly visual, of the classification criteria of timber.

Auteur(s)

  • Marie-Christine TROUY-TRIBOULOT : Ingénieur, docteur de l'université Henri-Poincaré, Nancy 1 - Diplômée en xylologie fondamentale, Paris - Maître de conférences à l'ENSTIB, École nationale supérieure des technologies et industries du bois

  • Pascal TRIBOULOT : Ingénieur, docteur-ingénieur de l'université de technologie de Compiègne - Directeur honoraire et professeur à l'ENSTIB - Professeur associé à l'UQAC (Québec) -

INTRODUCTION

Le bois est un tissu végétal rigide, composé de cellules aux parois ligno-cellulosiques particulièrement performantes d'un point de vue mécanique, qui a permis aux arbres d'atteindre des records de taille et de longévité dans le monde vivant. L'anatomie du bois est complexe et présente une grande variété de « plan ligneux » parmi tous les végétaux qui forment du bois, par exemple entre un conifère primitif comme l'agathis et un feuillu évolué comme le robinier. La connaissance de l'anatomie permet d'identifier les espèces ligneuses mais également d'appréhender les propriétés physiques et mécaniques qui en découlent.

La grande variété des bois offre une large palette de choix, chaque bois présentant certaines aptitudes technologiques qui le rendent plus ou moins aptes aux différents usages. La connaissance des « essences » de bois est primordiale pour optimiser ce choix. Le bois étant issu d'êtres vivants, il présente, au sein d'une même espèce, une grande variabilité, qui peut être génétique ou liée aux conditions de croissance. Le bois destiné à l'industrie fait donc l'objet de classement, autrement dit de répartition en catégories commerciales en fonction de critères de qualité, propres à chaque essence.

Le bois a été un des premiers matériaux utilisés par l'homme. Au fil des siècles, et d'une multitude d'expérimentations, les êtres humains du monde entier ont pu associer à une fabrication donnée, le bois qui convenait le mieux. On peut citer quelques exemples concernant l'Europe : les arcs en if, les tonneaux en chêne, les manches d'outil en frêne, les billots de boucher en charme, les moyeux de roue en orme, les crosses de fusil en noyer, les sculptures en tilleul, les dents d'engrenage en cormier... Ces précieuses connaissances empiriques sont aujourd'hui vérifiées et complétées grâce à des outils de caractérisations scientifiques, pour les usages actuels du bois.

La science des matériaux ne travaille pas sur un seul axe (par exemple la recherche d'une propriété mécanique élevée), elle cherche au contraire et en permanence un compromis optimal entre plusieurs propriétés souvent contradictoires (un matériau à la dureté élevée et au comportement non fragile, un composite artificiel à module d'élasticité très élevé et à coût modéré, etc.). Dans cette stratégie, le bois occupe dans la majorité des cas une position toujours optimisée.

Matériau renouvelable, dont la fabrication par les arbres retire du CO2 de l'atmosphère, le bois bénéficie aujourd'hui d'un légitime regain d'intérêt dans le cadre de la lutte contre l'accentuation de l'effet de serre. Il fait l'objet de nombreuses innovations pour répondre aux exigences actuelles.

Depuis l'origine, les arbres et le bois représentent l'un des succès majeurs de l'évolution des espèces, ils nous sont devenus si familiers, que nous ne réalisons plus à quel point il y a là un matériau ultraperfectionné à la structure ingénieuse et optimisée : un matériau composite naturel et renouvelable, vraie réponse aux problématiques du siècle qui s'avance.

Le bois, matériau de toujours : c'est, dans ce contexte, la définition la plus pertinente que l'on puisse lui donner. L'architecture et les acteurs de la construction retrouvent aujourd'hui avec le bois un matériau tout à la fois traditionnel, résolument contemporain et pleinement futuriste.

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KEYWORDS

structure   |   properties   |   materials   |   construction

VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-c925


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4. Paramètres pertinents à prendre en compte dans l'utilisation du bois

4.1 Densité

La densité d'un bois est un paramètre très important. La plupart des propriétés mécaniques et technologiques en dépendent directement. Sa facilité de mesure ou d'estimation en fait donc un critère qualitatif de choix. La densité du bois représente une grandeur particulière dans la mesure où le matériau est poreux, hétérogène et hygroscopique. La densité vraie de la matière ligneuse dépend assez peu de l'essence considérée. Elle est toujours voisine de 1,53. Le rapport de la densité apparente à la densité vraie mesure la porosité du bois. Sauf à l'état anhydre, le bois contient toujours de l'eau (eau libre et eau liée). Cette présence d'eau a une influence directe sur la masse de l'échantillon mais également sur ses dimensions (phénomènes de retrait et de gonflement). La densité d'un bois sera toujours précisée pour un degré d'humidité donné :

MH et VH étant la masse et le volume de l'échantillon à l'humidité H (voir § 4.2). De manière générale, on se réfère à la densité apparente à 12 % d'humidité.

De plus, le bois présente dans la direction radiale une très grande hétérogénéité de densité due à l'alternance bois initial–bois final à l'intérieur du cerne annuel. Sauf indication contraire, la densité du bois est comprise au sens de la densité moyenne donnée pour une humidité de référence.

Chez les résineux, l'accroissement de la largeur de cerne, à âge égal, se traduit par une diminution de densité. Chez les feuillus à zone initiale poreuse (cas du chêne), l'augmentation de largeur de cerne à âge égal se traduit par une augmentation de densité (cf. § ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FCBA et al -   Étude CARBOSTOCK, données 2005  -  (2008).

  • (2) - CORNILLIER (C.), VIAL (E.) -   L'analyse de cycle de vie (ACV) appliquée aux produits bois : bilan énergétique et prise en compte du carbone biomasse.  -  IXe colloque Sciences et Industries du Bois, 20 et 21 nov. 2008 http://www.fcbainfo.fr/pages/page296.php.

  • (3) - NORMAND (D) -   Manuel d'identification des bois commerciaux,  -  tome 1 : Généralités, CTFT (1972).

  • (4) - SCHWEINGRUBER (F.H.) -   Anatomie euro- päischerHölzer- Anatomy of European woods,  -  Paul Haupt, Bern and Stuttgard Publishers, 800 p (ouvrage écrit en allemand et en anglais) (1990).

  • (5) -   Atlas des Bois Tropicaux  -  , tome I : Afrique ATIBT (1986), tome II : Asie, Australie, Océanie, ATIBT (1989), tome III : Amérique latine, ATIBT (1993).

  • (6)...

NORMES

  • Management environnemental – Analyse du cycle de vie – Principes et cadre - NF EN ISO14040 (X30-300) - 10-2006

  • Management environnemental – Analyse du cycle de vie – Exigences et lignes directrices - NF EN ISO14044 (X30-304) - 10-2006

  • Nomenclature des bois d'importance commerciale produits ou importés en France - NF B 50-001 (B 50-001) - 01-1971

  • Vocabulaire des termes relatifs au bois - NF B 50-002 (B 50-002) - 08-1961

  • Vocabulaire des termes relatifs au bois – Seconde liste - NF B 50-003 (B 50-003) - 04-1985

  • Vocabulaire bois : parquets, lambris et frises brutes - NF B 50-005 (B 50-005) - 11-1985

  • Bois : conditions générales d'essais : essais physiques et mécaniques - NF B 51-003 (B 51-003) - 09-1985

  • ...

1 Réglementation

Décret no 2010-273 du 15 mars 2010 relatif à l'utilisation du bois dans certaines constructions 2002.

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2 Annuaire

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2.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)

Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie http://www.ademe.fr

Association française de normalisation http://www.afnor.org

Association technique internationale des bois tropicaux http://www.atibt.com

Association française de construction de maisons bois (AFCOBOIS) http://www.maisons-bois.org

Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement (CIRAD Département forestier) http://www.cirad.fr

Centre régional d'innovation et de transfert de technologie pour les industries du bois (CRITT bois) ...

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