Le bois est un matériau naturel très ancien, utilisé depuis toujours pour la construction. Il provient des arbres et est peu transformé. Ses qualités dépendent de l'essence de l'arbre, de son âge et de son environnement.
Lexique du Bois Duramen
C'est le bois de cœur de l'arbre, plus foncé et moins actif biologiquement. Il assure la solidité de l'arbre.
Aubier
C'est la partie la plus jeune du bois, située sous l'écorce. Il est généralement plus clair et transporte la sève et l'eau vers les feuilles.
Cambium
C'est la couche de tissu vivant qui permet à l'arbre de grandir en produisant de nouvelles cellules de bois.
Hygroscopique
Se dit d'un matériau qui a la capacité d'absorber ou de rejeter l'humidité de l'air. Le bois est hygroscopique.
Anisotrope
Qualifie un matériau dont les propriétés (comme la résistance) varient selon la direction. Le bois est plus résistant dans le sens de ses fibres.
Classification des Bois Le bois est classé en deux grandes catégories principales : les résineux et les feuillus. Cette classification aide à comprendre leurs différentes utilisations.
- Les résineux : Ce sont des arbres comme le pin, le sapin ou l'épicéa. Leurs cellules de conduction de sève sont appelées trachéides. Ils sont souvent utilisés en charpente.
- Les feuillus : Ce sont des arbres comme le chêne, le hêtre ou le peuplier. Leurs cellules de conduction de sève sont de grands vaisseaux. Ils sont souvent utilisés pour les meubles ou les parquets.
Dureté et Densité La dureté et la densité sont des propriétés physiques importantes du bois. Elles varient beaucoup d'une essence à l'autre. La densité est la masse du bois pour un certain volume, mesurée à 15% d'humidité. Plus un bois est dense, plus il est généralement dur et résistant. On classe les bois de « très tendre » à « très dur ».
Durabilité Naturelle La durabilité naturelle du bois est sa capacité à résister aux attaques d'éléments extérieurs comme les insectes, les champignons ou les intempéries. Cette résistance est surtout celle du duramen. On distingue cinq classes de durabilité, de la classe I (très durable, plus de 25 ans en contact avec le sol) à la classe V (non durable, moins de 5 ans).
Composition Chimique et Humidité Le bois est principalement composé d'eau et de matières solides. Un bois fraîchement coupé contient environ 40% d'eau. Les 60% restants sont des principes élémentaires : carbone (50%), oxygène (42%), hydrogène (6%), azote (1%) et matières minérales (1%).
L'humidité est la quantité d'eau présente dans le bois. Le bois est un matériau hygroscopique, ce qui signifie qu'il absorbe ou rejette l'humidité de l'air. Cela peut causer des problèmes de déformation si le bois n'est pas correctement séché. On parle de bois « vert » (fraîchement coupé) ou de bois « anhydre » (sans eau).
Stabilité Dimensionnelle La stabilité dimensionnelle du bois fait référence à sa capacité à garder sa forme et ses dimensions. Comme le bois est hygroscopique, son niveau d'humidité varie avec l'environnement. Quand il absorbe de l'eau, il « gonfle » ; quand il en perd, il « se rétracte ». C'est ce qu'on appelle le « travail » du bois. Ces variations peuvent entraîner des déformations lors du séchage.
Variations dimensionnelles du bois en fonction du sens des fibres
Propriétés Mécaniques et Comportement au Feu Le bois est un matériau anisotrope, ce qui veut dire qu'il n'a pas la même résistance dans toutes les directions. Il est beaucoup plus résistant dans le sens des fibres (axial) que dans le sens transversal. Sa résistance à la compression augmente avec sa densité et diminue avec son humidité. Sa résistance à la traction est environ deux fois supérieure à sa résistance à la compression axiale.
Forces extérieures s'exerçant sur le bois
Contrairement à ce que l'on pourrait penser, le bois a un excellent comportement au feu. Il brûle lentement et forme une couche de charbon en surface qui protège le cœur du bois. Cette couche de charbon est un très bon isolant thermique, ce qui ralentit la progression du feu. Les constructions en bois ne s'effondrent pas brusquement lors d'un incendie, ce qui laisse du temps pour évacuer.
A retenir :
Synthèse des connaissances
- Le bois est un matériau naturel classé en résineux (trachéides) et feuillus (vaisseaux).
- Sa dureté et sa densité varient selon l'essence, influençant sa résistance.
- La durabilité naturelle indique sa résistance aux attaques biologiques et climatiques, classée de I (très durable) à V (non durable).
- Le bois est composé d'eau et de principes élémentaires comme le carbone et l'oxygène.
- Il est hygroscopique, c'est-à-dire qu'il absorbe et rejette l'humidité, ce qui entraîne des variations de dimensions (stabilité dimensionnelle).
- Le bois est anisotrope : sa résistance mécanique est meilleure dans le sens des fibres.
- Il a un bon comportement au feu, formant une couche protectrice de charbon.