Réalisé par : Bouabdillah Ahmed Bousfiha Imame 2GC2 - 2009 Le matériau bois Réalisé par : Bouabdillah Ahmed Bousfiha Imame 2GC2 - 2009

LE BOIS : un matériau de construction plan LE BOIS Introduction Les avantages Quelques problèmes Propriétés LE BOIS : un matériau de construction Construire en bois Quelques précautions

définition Le bois : un tissu végétal assimilable à un matériau composite, formé de : fibres , de cellules résistantes d’un tissu vasculaire canalisant la sève brute.

Domaines d'utilisation Essences des régions tempérées Diversité des essences Feuillus Résineux Chêne pédoncule Chêne rouvre Hêtre Chêne pubescent Châtaignier Autres feuillus Pin maritime Pin sylvestre Epicéa Sapin pectine Douglas Autres résineux Domaines d'utilisation Essences des régions tempérées Epicéa Chêne rouge Pin maritime Pin sylvestre Sapin Bouleau Douglas Peuplier Chêne Echafaudages   Contre-plaqué Coffrage Poteaux Charpente

Energie grise (*) MWh/m3 Avantages du bois Environnemental  Le seul matériau de construction renouvelable. une ressource abondante, largement sous-exploitée. Contribution à la lutte contre le réchauffement climatique : La production de 1 m3 de bois par un arbre permet d’y fixer 1 tonne de CO2. Permet de préserver les ressources fossiles. Recyclage et revalorisation des déchets Sa transformation et sa mise en œuvre ne nécessitent que peu d’énergie. Matériau Bois Béton Brique pleine  Béton armé  Acier Cuivre Energie grise (*) MWh/m3 0,1 à 0,5 0,5 à 0,7 1,2 1,85 24 à 52 (recyclé ou non) 140

Une conductivité thermique moyenne λ = 0.12 W/m°C Avantages du bois Isolation thermique Une conductivité thermique moyenne λ = 0.12 W/m°C Les ponts thermiques sont limités. Accumule peu la chaleur : sa capacité thermique est moyenne (S = 1 500 kJ/m³) (accumule mal la fraîcheur de la nuit). Alu Acier Granite Béton Plâtre Chêne Sapin Liège Ld Verre 230 52 3.5 1.75 0.5 0.23 0.12 0.10 0.04

Durabilité et Longévité: Avantages du bois Résistance au temps Durabilité et Longévité: Structures en bois égyptiennes vieilles de plus de 3 500 ans parfaitement intactes Habitations à colombage en Belgique datant de 1750 encore habitées Certaines fermes du Pays de Herve datant de la fin du XVIe siècle un certain nombre d'églises en bois, sans aucune restauration importante 600 ans Le bois est pratiquement éternel pour autant qu'il ait été séché et maintenu à l'abri de l'humidité.

Leur prolifération ne peut commencer que si l’humidité >20 % Problèmes liés au bois Insectes et champignons Les insectes Famille des xylophages qui attaquent le bois: fourmis ,termites … Les champignons Leur prolifération ne peut commencer que si l’humidité >20 % Les champignons lignivores (destructifs) Les champignons de bleuissement (fragilisant) Moisissures (visuel)

Une résistance naturelle au feu. problèmes Liés au bois Le feu Une résistance naturelle au feu. Durée de tenue au feu : ne brûle que de 0,7 mm/min (soit 4,2 cm par heure) (améliorable par isolant incombustible) Ne dégage pas de gaz toxique en brûlant Coefficient de dilatation thermique 5.10-6 °C-1 dans la direction axiale (11.10-6 pour acier)

Propriétés physiques Anisotropie Les propriétés mécaniques et physiques du bois varient selon le plan de coupe considéré : Direction tangentielle aux cernes (1) Direction radiale aux cernes (2)  Direction longitudinale aux cernes (3) 

Les nœuds : des anomalies fatales et inévitables Propriétés physiques Hétérogénéité Les nœuds : des anomalies fatales et inévitables Liés à la présence de branches. Concentration de contraintes. Difficultés d’usinage. Règles de classification visuelle des bois: (tableau) Norme française : NF B 52-001 Norme suisse : SIA 164 Norme allemande : DIN 4074

Il évalue la quantité d’eau Propriétés physiques Hygroscopie Il évalue la quantité d’eau que le bois renferme: m0 masse bois anhydre mH masse bois humide H a une incidence directe sur: La conservation du bois (champignons, bactéries, insectes) La résistance mécanique La déformabilité dans le temps : Fluage La tenue des pièces et assemblages (retrait et gonflement) Taux d’humidité Dénomination 0% - 10% Anhydre 11% - 19% Desséché 22% mi- sec 30% ressuyé >30% Frais de sciage

Anisotropie du retrait Propriétés physiques Rétractabilité Elle correspond à la diminution de volume du bois, au fur et a mesure que le bois sèche. Anisotropie du retrait Retrait tangentiel fort 10% Retrait radial faible 5% Retrait axial très faible 0%

Propriétés physiques Caractéristiques mécaniques Difficiles a déterminer : dispersion importante des résultats caractère anisotropique du bois Un module de Young sensiblement équivalent en traction et en compression Ordre de grandeur pour le sapin baumier : Rc //= 33MPa Rc Ⱶ = 3,2MPa Rt // = 88MPa Rt Ⱶ = 1,2 MPa

Construire en bois

introduction POURQUOI ? Cependant … Délais de construction Facile et rapide à monter, pas de temps de prise, engins de manutention Gain de surface Murs moins épais -> un gain de surface habitable pouvant atteindre 5 à 10%. Le confort Grâce à ses remarquables qualités d’isolant thermique et phonique Modularité des construction en bois liberté architecturale et possibilité d’envisager extensions Solidité et durabilité Adaptation au terrain structure bois est 4 fois moins lourde que le béton ( Economie Cependant …

4 Grandes familles de constructions en bois : Construire en Bois Dans la construction, le bois est utilisé principalement sous deux formes : bois massif bois reconstitué Sciures bois de moindre qualité composants en bois (lamelles) 4 Grandes familles de constructions en bois :

Construire en Bois La maison à structures poteau/poutre Structure composée de poteaux et de poutres Bois massif de forte section Portée : 3 à 5 m Habillage de l’ossature de parements rigides Grande liberté architecturale

Construire en Bois La maison ossature bois La plus répandue Murs porteurs composés de lisse haute , lisse basse et de poteaux intermédiaires espacés de 60 cm environ. Construction niveau par niveau Structure rigidifiée et souple Préfabrication en atelier Type idéal pour les zones sismiques

Construire en Bois une excellente inertie La maison en bois massif empilé Souvent appelée chalet murs en bois massif montés par empilement de madriers (finition rectangulaire) de rondins (finition lisse) de fustes (finition rustique) une excellente inertie Essences : Le mélèze, l'épicéa, le pin sylvestre et le douglas

Proprietes physiques La maison en panneaux de bois massifs lamellés-collés Combinaison des deux systèmes précédents Esthétiquement mêmes intérêts d’aspect que la maison ossature bois Performances du bois massif en termes d’inertie

Étriers et attaches en tôle galvanisée mince et percés assemblage Étriers et attaches en tôle galvanisée mince et percés   Les clous et pointes en fil d'acier ordinaires ou vrillés (norme CSA B111) Colles à l'uréthane  à base de solvants

BUT : garantir la longévité de l’ouvrage en le protégeant contre : conception Vulnérabilité aux attaques extérieures BUT : garantir la longévité de l’ouvrage en le protégeant contre : Les altérations biologiques L’humidité Le feu Moyens: Traitements Huiles, Sels (de bore, de cuivre, …), Bitume, Enduits Conceptions architecturales