Bois naturels et leurs utilisations en BTP

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1 Bois naturels et leurs utilisations en BTP
Plan Généralités Bois naturels et leurs utilisations en BTP Caractéristiques physiques des bois Propriétés mécaniques des bois Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusion

2 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Anatomie Classification Hétérogénéité et anisotropie Composition 2

3 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusion Anatomie Classification Hétérogénéité et anisotropie Composition Résineux Feuillus Nourriture : La résine Type de sol : Moins riche Croissance : Rapide Tissus : Très aéré Silhouette: Conique Fruit : Conique (carotte ou pomme) Tige : Unique et droite Cime : conique Structure : Simplifiée Un seul type de cellule, les trachéides, constitue la masse du bois et servent de conduite pour l'eau. Fibre longues. Pin maritime Pin sylvestre Epicea Sapin pectine Douglas Nourriture : La sève Type de sol : Fertile Croissance : Lente Tissus : Compact et Spongieuse Silhouette: Diverses Fruit : Très varié Tige : Droite puis divisée Cime : En forme de boule Structure : Complexe car il comportent 3 ou types de cellules : - Les fibres courtes (assurent la rigidité) - Les vaisseaux (conduisent l'eau) - Les cellules de réserve - Les rayons médullaires Chêne pédonculé Chêne rouvre Hêtre Chêne pubescent Châtaignier Epicéa Pin sylvestre rétifié Hêtre rétifié Frêne rétifié 3

4 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Anatomie Classification Hétérogénéité et anisotropie Composition 4

5 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Anatomie Classification Hétérogénéité et anisotropie Composition 50% Carbone 42% Oxygène 6% Hydrogène 1% Azote et matière minérale 20% ---30% cellulose et la lignite, résines, amidons…. 5

6 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Dilatabilité, résistances, son Rétractabilité Densité Comport. feu Teneur en eau Quantité d’eau que le bois renferme Incidence sur: La variation du taux d’humidité induit des variations de dimensions: (jeu des assemblages, travail du bois...) Un bois est d’autant plus résistant qu’il est plus sec, mais il devient plus fragile Conservation du bois Déformabilité dans le temps, notamment le fluage 6

7 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Dilatabilité, résistances, son Teneur en eau Rétractabilité Densité Comport. feu Correspond à la diminution de volume du bois, au fur et a mesure qu’il sèche 𝟓%<𝐁<𝟏𝟎% Faible retrait 𝟓%<𝐁<𝟏𝟎% Retrait moyen 𝟓%<𝐁<𝟏𝟎% Fort retrait 7

8 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Dilatabilité, résistances, Son Teneur en eau Rétractabilité Densité Comport. feu On opère sur des éprouvettes cubiques de 20 cm d’arête. 𝐷 𝐻 = 𝑀 𝐻 𝑉 𝐻 𝐷 15 = 𝐷 𝐻 (1− 1−𝜗 𝐻− ) 𝐷 15 = 𝐷 𝐻 −𝑑(𝐻−15) 𝑑=𝐷∗ (1−𝜗) 100 Feuillus: D<50: Bois très léger (Peuplier) 0,5<D<0,65: Bois léger( hêtre, chêne…) 0,65<D<0,8: Bois mi-lourd (hêtre dur..) 0,8<D<1: Bois lourd ( Charme) 1<D: Bois très lourd (bois tropicaux) Avec: Résineux: 0,4<D<0,5: Bois léger (Sapin, épicéa..) 0,5<D<0,6:Bois mi-lourds (pins sylvestre) 0,6<D<0,7: Bois lourds H: Degré d’humidité 𝜗:Coefficient de rétractabilité 8

9 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Dilatabilité, résistances, Son Comport. feu Teneur en eau Rétractabilité Densité Dilatabilité: Résistance thermique: Avec une conductivite thermique moyenne λ = 0.12 W/m°C le bois est un très isolant thermique. Variations négligeables vis-à-vis de celles dues à la rétractabilité 0,05∗ 10 −4 𝑑𝑎𝑛𝑠 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑥𝑖𝑎𝑙𝑒 0,5∗ 10 −4 𝑑𝑎𝑛𝑠 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑙𝑒 𝑒𝑡 𝑡𝑎𝑛𝑔𝑒𝑛𝑡𝑖𝑒𝑙𝑙𝑒 Conductibilité électrique: Supérieur dans la direction axiale du double au quadripule de celles concernant les autres directions Variation énorme suivant l’état de siccité du bois On passe de Ohm/cm pour 7% d’humidité à 500 Ohm/cm pour 25% Le bois résiste à la déperdition de la chaleur 500 fois plus que l'acier et 7 fois plus que le béton. Il faut donc moins d'énergie pour chauffer et refroidir les immeubles avec charpente de bois. 9

10 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Dilatabilité, résistances, son Teneur en eau Comport. feu Rétractabilité Densité Les essais en laboratoire démontrent que les assemblages de murs et planchers à ossature de bois répondent aux exigences les plus sévères en matière de transmission des flammes. Une pièce de gros bois d'oeuvre ne perd que de 10 à 15 % de sa résistance sous l'effet de très hautes températures. Prenons l’exemple d’un poteau HEA 300 protégé par plaques en fibres-silicates de calcium (suivre flèche verte). On a calculé un μ0 à 0,6 (a) et, considérant qu’il est chauffé sur quatre côtés, un k de 1,2 (b) : la température critique est alors de 535 oC (c). Connaissant la section du profil et ses conditions d’utilisation (chauffé sur quatre côtés), on trouve un facteur de massiveté acier nu de 104 m-1. L’épaisseur et les caractéristiques d’isolation donnent un facteur de massiveté thermique de 600 W/m3.k (d). En se reportant sur la ligne des abscisses, on obtient une durée de résistance au feu de 105 minutes (d). 10

11 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Généralités Flexion Dureté Module E Compression Durabilité, imprégnabilité Orthotrope Propriétés différentes suivant les 3 axes principaux 11

12 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Généralités Compression Flexion Dureté Module E Durabilité, imprégnabilité L’essai s’effectue sur une éprouvette prismatique de section carré de 20mm de côté et de 60mm de longueur La charge maximale par 𝒄𝒎 𝟑 de section droite, aux taux d’humidité H%, donne la résistance à la compression 𝑪 𝑯 On en tire 𝐶 15 par la formule 𝐶 15 = 𝐶 𝐻 (1+𝑐(𝐻−15) C : Coefficient de correction correspondant à une variation de 1% d’humidité. En moyenne = 0,04 Le rapport 𝐶 ∗ 𝐷 est constant pour une essence donnée Côte de qualité spécifique Résistance à la compression 20MPa---75 Mpa 12

13 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Généralités Compression Flexion Dureté Module E Durabilité, imprégnabilité Essai de flexion transversal consiste à rompre une éprouvette posée sur 2 appuis RDM 𝐹= 𝑀 𝑎 3 6 Remplacer 𝒂 𝟑 𝟔 par 𝜸∗ 𝒂 𝟑 𝟔 avec : 𝜸= 𝟏 𝟑 𝒂 pour les bois de premier choix 𝜸= 𝟏 𝒂 pour les bois de deuxième choix 𝜸= 𝟏 𝟑 𝒂 𝟐 pour les bois de troisième choix à gros nœuds Le rapport 𝐹 ∗ 𝐷 est constant pour une essence donnée Côte de statique de flexion Résistance flexion —140MPa 13

14 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Généralités Compression Flexion Dureté Module E Durabilité, imprégnabilité La dureté Monnin : Elle est mesurée par la profondeur de l’empreinte laissée par une forme cylindrique sur laquelle est appliquée une force donnée (cylindre de diamètre 30 mm, de longueur supérieure à 20 mm avec une force appliquée de 1960N). La dureté Brinell: 𝑓=𝟏𝟓∗[1− 1− 𝑙 ] 𝑙: Largeur d’empreinte 𝐷= 1 𝑓 1 kgf = 9,806 65 N 1,5<HB<7 14

15 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Généralités Compression Flexion Dureté Module E Durabilité, imprégnabilité 15

16 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Généralités Compression Flexion Dureté Module E Durabilité, imprégnabilité 16

17 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Agresseurs Défauts La durabilité du bois, c’est d’abord la gestion de l’humidité (et notamment de la pluie) qui va être responsable de l’apparition de champignons. Dégradation fongique humidités de bois supérieures à 20% Les insectes font encourir au bois un risque beaucoup plus modéré. 17

18 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Agresseurs Défauts 18

19 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Le Maroc en chiffres Prix dépend de l’essence Pour un bois normal au alentours de: Feuillus≅200 𝐷𝐻𝑆 𝑚 3 Résineux ≅100 𝐷𝐻𝑆 𝑚 3 Formulation bétons≅500 𝐷𝐻𝑆 𝑚 3 Le bois de feu constitue la deuxième source d’énergie au Maroc (30% du bilan énergétique national) La forêt ne peut plus répondre à la demande de l’ensemble de la population marocaine 19

20 Valorisation Etude réseau
11/06/2018 Généralités Caractéristiques physiques Propriétés mécaniques Agresseurs et défauts Le Maroc en chiffres Conclusions Pourquoi le bois? Adapté et polyvalent Ecologique Résistance mécanique Confort acoustique Peut être recyclé Résistant au feu Merci 20