Le bois industriel HOUMAM Hind LAHLOU MIMI Meryem

Introduction Le bois dans le monde: En Amérique du nord: 350 millions de constructions sont en bois en plus de 2 millions en cours sur tout le territoire. Aux pays scandinaves : Plus de 90 % des maisons individuelles sont construites en bois En Belgique : Une abondance de bois; l'équivalent en bois nécessaire pour construire une maison en bois pousse toutes les 2 à 4 minutes. Le choix des matériaux est une des réflexions essentielles lors de l’élaboration d’un projet Le bois est devenu un fantastique gisement d’innovation Rares sont les matériaux qui atteignent ses performances .

Le bois industriel Il s’agit d’un bois « reconstitué », c’est-à-dire fabriqué à partir de sous produits, on cite par exemple : sciure, bois de moindre qualité, lamelles…. Le bois industriel est donc un assemblage d’éléments en bois qui est prêt à la construction dès la sortie de l’usine.

Avantages du bois industriel Défauts du bois Matériau anisotrope Variation dans le plan de la coupe des propriétés mécaniques et physiques Faible résistance au cisaillement Matériau hétérogène (Nœuds, anomalies..) Difficulté d’usinage ( Variation locale de la densité) Avantages du bois industriel Possibilité de fabriquer des pièces de grandes dimensions & et de formes particulières Résistante mécanique améliorée Homogénéité du produit améliorée Diminution de l’anisotropie

Propriétés physiques et mécaniques du bois Constitution : Composition élémentaire: Le bois est constitué d'environ 50 % de carbone, 42 % d'oxygène, 6 % d'hydrogène, 1 % d'azote et 1 % de minéraux6 (principalement Ca, K, Na, Mg, Fe, Mn). Composition moléculaire: Le bois est constitué principalement de matières organiques (cellulose 50% et lignine 20 à 30 %) et d'un faible pourcentage (de 1 à 1,5 %) d'éléments minéraux. Il contient également une part d'humidité variable. Humidité relative : C’est la masse d’eau présente dans le bois exprimé en pourcentage de sa masse anhydre : Cette valeur peut être mesurer au laboratoire ou bien sur chantier à l’aide d’un appareil qui se base sur la résistivité électrique du bois. Retrait : C’est la variation des dimensions d’une pièce de bois en fonction de son humidité relative.

Résistance à la compression : Diffère selon que l’effort est parallèle ou perpendiculaire au fibres; une formule générale pour calculer cette résistance:

Classes d’emploi du bois

Types de bois industriel utilisés en BTP Bois lamellé – collé Bois massif abouté Bois massif reconstitué Panneaux de fibres à densité moyenne Panneaux contreplaqué Panneaux de particules Panneaux de grandes particules orientées….

Bois massifs aboutés Ils sont composés d’éléments en bois massifs structuraux aboutés par un assemblage à entures multiples ou collés. Le type des entrures a une grande influence sur la résistance à la flexion

Bois lamellé collé Ce sont des pièces massives constituées à partir de lamelles de bois de petites dimensions et qui sont assemblées par collage. Il s’agit du bois industriel le plus utilisé dans le domaine du génie civil. Remarque : les lamelles sont placées de telle sorte que les fils soient parallèles.

Travaux de Gros œuvre (charpente, poutres, poteaux, colonnes…) Champ d’application Travaux de Gros œuvre (charpente, poutres, poteaux, colonnes…) Avantages du BLC Alternance du sens des fibres Absence de défauts Colle plus résistante que le bois Très bon rapport « Résistance / Masse volumique »

Panneaux contreplaqués Constitués de placages placès à fil croisé ( généralement à 90°) et assemblés par pressage à chaud (90°C) avec un liant.

Revêtement sur toitures, planchers et murs. Finis architecturaux Champ d’application Revêtement sur toitures, planchers et murs. Finis architecturaux Coffrages à béton Avantages des panneaux en contreplaqué Le croisement des plis successifs et les caractéristiques de la colle permettent des performances nouvelles par rapport à la structure initiale du bois, les caractéristiques transversales sont alors nettement améliorées.

Panneaux de grandes particules orientées Champ d’application Gros Œuvre Aménagements d’intérieur, décoration et ameublement Emballages, coffrages à béton Panneaux de grandes particules orientées Composés de lamelles de bois d’une longueur supérieure à 50 mm et orientés dans un sens défini, ils sont aussi fabriqués sous pression avec l’adjonction d’une résine synthétique.

Panneaux de fibres à densité moyenne Panneaux composites constitués de fibres de bois et d’un liant synthétique sue l’on soumet à des contraintes de température et de pression.

Aménagement et décoration Champ d’application Aménagement et décoration Avantages des panneaux de fibres à densité moyenne Isotrope Esthétique ( Texture fine) Moins cher par rapport au bois massif Disponible en épaisseurs variables Utilisation du bois de 1ère éclaircie ( arbres de faible diamètre)

Traitement superficiel Traitement du bois Contre les altérations biologiques Après fabrication, les pièces reçoivent un traitement fongicide et insecticide pour empêcher l’éclosion, la prolifération ou le développement d’insectes ou de champignons. Traitement superficiel Par trempage Par pulvérisation Par badigeonnage Traitement profond Par Autoclave

Contre l’humidité (Traitement thermique) On exige une teneur en eau inférieure à 15%, donc on sèche pour retirer l’eau libre. Valeur de retrait pour 1 % d’humidité du bois: - Sens axial 1 × 10-4 -Sens radial 20 × 10-4 -Sens tangentiel 40 à 60 × 10-4 Ici la teneur en humidité de 30 % représente la teneur en humidité d’équilibre.

Après le séchage, on obtient un produit fini stable et moins sujet au retrait. Remarque: Le séchage a lieu après les opérations de première transformation (sciage…) et avant celle de finition (rabotage, usinage et assemblage).

Il s’agit d’une couche imperméable aux gaz combustibles Contre le feu Par ignifugation, une opération qui consiste à retarder l’apparition des gaz combustibles. Il existe deux types d’ignifugeants: De surface Il s’agit d’une couche imperméable aux gaz combustibles De masse Ce sont des sels hydratés solubles dans l’eau et qui absorbent de grandes quantités de chaleur.

Durabilité du bois

Le bois est un matériau durable et résistant quand il est utilisé dans de bonnes conditions. La résistance du bois est très élevée : il faudrait une charge de 10 tonnes pour écraser un cube en chêne de cinq centimètres de côté. Il existe plusieurs méthodes pour améliorer la durabilité du bois : badigeonnage, pulvérisation, aspersion, trempage …

Paramètres influents

La nature de la conception de l’ouvrage impacte sur les conditions d’écoulement et de désorption de l’eau. Les conditions climatiques d’humidification.

Assemblage du bois Moyens Traditionnels Assemblage par contact : Aide à transmettre les efforts de compression Assemblage par embrèvement : des assemblages qui font un angle inférieur à 90° entre eux

Mécaniques Les connecteurs « tige cylindrique » : Clous, broches, vis, boulons, … Les connecteurs de surface : Anneaux, crampons, plaques métalliques dentées. Ils servent à transmettre les efforts sur un grand volume en surface. Collés Assemblages en biseau avec Couvre-joints, en biseau normal ou par entures multiples, afin d’assurer une bonne adhérence.

bois industriel et matériaux de construction Résistance au feu: Le bois est, contrairement à l’acier ou au béton, combustible, mais lorsqu’il brûle, il se protège par une couche de bois carbonisé. Une poutre de bois conventionnelle peut résister au feu jusqu’à 2 heures. L’acier lui, quand la température augmente, plie et perd rapidement de sa force. Le béton résiste facilement au feu, mais, ce qui sert d’isolant au béton est très combustible et produit des fumées toxiques. Isolation acoustique: les parois composites à base de bois permettent d’apporter la masse surfacique nécessaire à une bonne absorption des ondes acoustiques

Conductivité (Watt/m. K) Esthétique: Le bois est, par sa couleur, ses nuances et sa texture, plus esthétique à voir et à sentir que l’acier ou le béton. Peut prendre n’importe quelle forme; ce qui avantage des designs plus élaborés. Impact environnemental: le bois ne réclame que peu de transformations comparativement à d’autres matériaux de construction .Ce qui présente un avantage du point de vue des émissions de gaz à effet de serre. le bois est le seul matériau à présenter un bilan carbone négatif. Le peu d’émission généré est en effet compensé par le fait que le bois garde le carbone captif dans ses cellules. Matériaux Bois Terre cuite Béton Acier Conductivité (Watt/m. K) 0.18 1.04 2 50

Synthèse

Durable Economique Confortable Sécurisant