Différentes essences de bois massifs structuraux
On peut classer les bois selon leur essence qui correspond à une espèce d’arbre. En effet, chaque catégorie a une particularité. Les essences sont désignées par une lettre : C pour les résineux et les peupliers et D pour les feuillus.
Les bois de résineux sont issus de divers types d’arbres, comme le sapin, le pin et l’épicéa. Ils se distinguent par leur parfum unique et leurs aiguilles persistantes. Ces arbres permettent des récoltes fréquentes, car ils poussent plus rapidement que les feuillus.
Les bois de feuillus, quant à eux, s’obtiennent à partir du chêne, du hêtre, du châtaignier ou du bouleau. Ces arbres perdent leurs feuilles, une fois que l’automne pointe le bout de son nez. Leur taux de croissance se révèle également un peu lent. Ils sont aussi associés à une densité plus élevée de leur bois.
Le bois du peuplier se trouve en deuxième place comme essence feuillue après le chêne. Il est extrait des forêts françaises et des plantations gérées durablement. Ce bois possède un aspect clair, blanc et grisâtre. Son grain à l’aspect satiné est à la fois fin et uniforme.
Les références normatives
Les normes en matière d’ossature en bois massif peuvent varier en fonction du pays, de la région et de l’application spécifique du bois dans la construction. Voici quelques-unes des normes européennes qui peuvent être pertinentes pour l’ossature en bois massif :
- EN 338 : Bois structurel - Bois de structure résineux - Caractéristiques de performance et évaluation.
- EN 384 : Bois de structure résineux - Méthodes d’essai - Détermination de certaines caractéristiques physiques et mécaniques.
- Eurocode 5 (En 1995) : donne les règles de conception et de calcul des structures en bois (bois massif, bois lamellé-collé ou produits structuraux à base de bois tel que le lamibois). À noter que l’Eurocode 5 n’est pas auto-suffisant pour conduire un calcul de structure en bois, certaines données comme les valeurs des résistances caractéristiques des bois massifs sont données dans la norme NF EN 338.
Il est crucial de se référer aux normes spécifiques du lieu où la construction a lieu et de s’assurer que tous les matériaux et méthodes de construction respectent ces normes.
Caractéristiques
Les bois sont classés selon leur résistance avec la méthode visuelle et mécanique. La première méthode consiste à observer les singularités, les déformations géométriques, les altérations biologiques, les cernes d’accroissement et les défauts du bois selon la norme 52-001. La méthode mécanique tient compte des propriétés mécaniques du bois en fonction de la norme NF EN 519.
Le tableau suivant indique la correspondance entre les classes mécaniques et les classes visuelles :
| ESSENCE DE BOIS | CLASSE VISUELLE SELON NF B 52-001 | CLASSE MÉCANIQUE SELON NF EN 338 |
|---|---|---|
| SAPIN - ÉPICÉA - PINS - | ST-I : Largeur des cernes d’accroissement (mm) ≤ 6 | C30 |
| DOUGLAS - MÉLÈZE | ST-II : Largeur des cernes d’accroissement (mm) ≤ 8 | C24 |
| PEUPLIER | ST-III : Largeur des cernes d’accroissement (mm) ≤ 10 | C18 |
| CHÊNE | 1 : Noeuds Ø20/25mm | D35 |
| 2 : Noeuds Ø30/40mm | D30 |
Par exemple, un bois d’ossature en Douglas C24 signifie que la pièce résiste à une pression de 24 Mpa en flexion. Plus ce nombre est grand, plus la résistance au bois est élevée. Découvrez les caractéristiques du mélèze. Cliquez sur le lien ci-après pour découvrir les outils de calcul Eurocode 5 : Outil de calcul
Le bois massif possède plusieurs propriétés mécaniques qui sont déduites par des mesures effectuées par machine et qui en font un matériau de construction populaire. Ces propriétés varient en fonction de l’essence du bois, de sa croissance, de son âge et d’autres facteurs.
Voici quelques-unes des propriétés caractéristiques des bois massifs définies par NF EN 338, pour calculs avec EC5 :
Valeurs caractéristiques des bois massifs résineux et de peupliers
| Essence du bois | Symbole | Désignation | Unité | C14 | C16 | C18 | C22 | C24 | C27 | C30 | C35 | C40 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| RÉSINEUX PEUPLIER | f(m,k) | Contrainte de flexion | N/mm² | 14 | 16 | 18 | 22 | 24 | 27 | 30 | 35 | 40 |
| ^ | f(c,0,k) | Contrainte de compression axiale | N/mm² | 16 | 17 | 18 | 20 | 21 | 22 | 23 | 25 | 26 |
| f(c,90,k) | Contrainte de compression perpendiculaire | N/mm² | 2 | 2,2 | 2,2 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | |
| f(t,0,k) | Contrainte de traction axiale | N/mm² | 8 | 10 | 11 | 13 | 14 | 16 | 18 | 21 | 24 |
Valeurs caractéristiques des bois massifs feuillus
| Essence de bois | Symbole | Désignation | Unité | D30 | D35 | D40 | D50 | D60 | D70 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FEUILLUS | f(m,k) | Contrainte de flexion | N/mm² | 30 | 35 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| ^ | f(c,0,k) | Contrainte de compression axiale | N/mm² | 23 | 25 | 26 | 29 | 32 | 34 |
| f(c,90,k) | Contrainte de compression perpendiculaire | N/mm² | 8 | 8,2 | 8,8 | 9,7 | 11 | 14 | |
| f(t,0,k) | Contrainte de traction axiale | N/mm² | 18 | 21 | 24 | 30 | 36 | 42 |
Avantages
L’utilisation du bois massif dans une ossature possède plusieurs avantages :
- Légèreté et facilité de manipulation
- Rapidité de construction
- Isolation thermique permettant de diminuer la consommation d’énergie (chauffage et climatisation)
- Durabilité
- Esthétique
- Biocompatibilité
- Résistance mécanique
- Renouvelable
- Résistance au feu et aux conditions météorologiques extrêmes
Inconvénients :
L’ossature en bois massif présente également quelques inconvénients :
- sensible à l’humidité provoquant son gonflement et son rétrécissement
- vulnérable aux attaques des champignons et des insectes
- très combustible nécessitant un traitement ignifuge
- pas d’isolation acoustique
- très faible inertie
Utilisations :
Dans une ossature en bois, plusieurs éléments peuvent être réalisés en bois massif. Voici quelques-uns des éléments couramment construits en bois massif dans une ossature :
1 : Montant (mur pignon)
2 : Lisse haute
3 : Montant
4 : Lisse basse,
5 : Contreventement
6 : Poteau de reprise
7 : Linteau
8 : Bande de rive
9 : Liteau,
10 : Chevron,
11 : Panne
Utilisé pour la construction de planchers, il supporte les charges et garantit une surface stable et solide. L’ossature en bois massif constitue aussi un support solide pour la construction de :
- cloisons,
- murs porteurs
Plusieurs tendances émergent dans l’utilisation des ossatures en bois massif, avec un accent particulier sur les innovations technologiques et les méthodes de construction durables.
Voici quelques-unes de ces tendances :
L’utilisation du bois massif préfabriqué en usine selon des spécifications précises.
Le bois massif est également utilisé dans la construction de terrasse.
Ces techniques impliquent le collage de couches de bois pour créer des éléments structurels plus grands et plus résistants. Le bois lamellé-collé et le bois lamellé-croisé sont souvent utilisés dans des projets architecturaux ambitieux, offrant une esthétique moderne et des performances structurelles élevées.
Tableau : Utilisations en structure des différentes classes
| Type de structure | ST-I C30 | ST-II C24 | ST-III C18 | Schéma |
|---|---|---|---|---|
| Charpente traditionnelle | - | - | x | 
|
| Charpente industrielle | - | x | - | 
|
| Charpente lamellé-collé | x | x | - | 
|
| Ossature bois | - | x | x | - |
En conclusion, le bois massif est couramment utilisé dans la construction de structure solide et de base d’une maison à ossature bois.