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P a g e | 1 Le bois et ses propriétés techniques appliquées à la construction.

P a g e | 1 Le bois et ses propriétés techniques appliquées à la construction. P a g e | 2 Ce manuel constitue le support d’une formation en éco construction dispensée sur cinq jours. Avant de découvrir les différentes techniques de construction bois il nous a semblé important de permettre à notre public de se familiariser avec le matériau utilisé et d’appréhender le fonctionnement d’une maison d’habitation. Le manuel se divise en trois parties comme suit :  Le bois et ses propriétés techniques appliquées à la construction.  Les exigences auxquelles doit répondre un bâti.  Les différents systèmes constructifs bois. (ossature bois, poteau-poutre, charpente) Sources principales :  Encyclopédie des métiers, la charpente, Association Ouvrière des Compagnons du Devoir.  L’Isolation thermique écologique (2010), Jean-Pierre Oliva et Samuel Courgey, édition terre vivante  Maison Bois Outils Concept, CNDB  La Construction à ossature traditionnelle en chêne, Rupert Newman, édition Eyrolles Nous apportons l’attention du lecteur sur le fait que ce manuel n’est pas exhaustif et peut comporter des erreurs. Si vous avez un projet de construction il est à savoir que toute connaissance théorique doit s’accompagner d’une expérience pratique. Ces fiches techniques ne permettent pas d’avoir toutes les connaissances nécessaires pour réaliser sa maison bois. Ce manuel ayant été conçu comme support à une formation orale, il se peut que certains points abordés ne soient pas totalement clairs pour le lecteur. Nous rappelons que ce contenu a été réalisé à l’aide de plusieurs sources dont nous avons fait une synthèse, il va donc de soi que ce manuel est mis à disposition gratuitement puisque rien n’a été inventé. Les fiches techniques sont libres de diffusion. Néanmoins, étant donné qu’il s’agit du résultat de notre travail, nous demandons simplement de mette notre site en lien, et non pas de mettre les fichiers en téléchargement depuis votre site internet, d’autant plus que le contenu des fiches sera complété ultérieurement. P a g e | 3 LE BOIS ET SES PROPRIETES TECHNIQUES APPLIQUEES A LA CONSTRUCTION. ............................ 1 I. LE MATERIAU BOIS ............................................ 5 1. L’arbre et la forêt .......................................................... 5 a) Présentation de l’arbre et de la forêt .......................................................... 5 b) Les essences de bois .................................................................................... 7 c) Aspect de l’arbre sur pied ............................................................................ 8 d) Anatomie de l’arbre ..................................................................................... 9 2. Les différents débits .................................................... 10 a) Le cubage ................................................................................................... 10 b) Les débits.................................................................................................... 11 3. Les défauts et altérations du bois ............................... 16 a) Les défauts ................................................................................................. 16 b) Les altérations ............................................................................................ 19 c) Les traitements .......................................................................................... 24 d) Conclusion .................................................................................................. 24 4. Provenance et label .................................................... 25 II. PROPRIETES TECHNIQUES APPLIQUEES A LA CONSTRUCTION ................................................. 26 1. Propriétés physiques ................................................... 26 a) L’humidité .................................................................................................. 26 b) La rétractabilité .......................................................................................... 27 c) La masse volumique ................................................................................... 29 d) Le comportement thermique..................................................................... 30 e) La résistance au feu .................................................................................... 31 f) Le comportement acoustique .................................................................... 32 g) Le comportement électrique ..................................................................... 32 P a g e | 4 2. Propriétés mécaniques ............................................... 33 a) La compression axiale ................................................................................ 34 b) Le flambage ................................................................................................ 34 c) La traction axiale ........................................................................................ 35 d) La flexion statique ...................................................................................... 35 e) La flexion dynamique ................................................................................. 35 f) Le fluage ..................................................................................................... 36 g) La compression transversale ...................................................................... 36 h) Le cisaillement ............................................................................................ 36 i) La dureté .................................................................................................... 37 j) Calcul de charges ........................................................................................ 37 1) Introduction .................................................................................................................................... 37 2) Définition des différentes sollicitations .......................................................................................... 38 3) Eléments à prendre en compte pour le calcul d’un plancher ......................................................... 40  Surcharges d'exploitation : Pe ........................................................................................................................................................... 40  Tableaux ressource ............................................................................................................................................................................. 40  Calculs des charges d'exploitation P .................................................................................................................................................. 41 4) Exemple de calcul de charge d’un plancher ................................................................................... 42 3. Classe de résistance .................................................... 43 a) Introduction ............................................................................................... 43 b) Classe de résistance mécanique ................................................................ 43 c) Classe de résistance à l’eau ........................................................................ 45 d) Classe de résistance au feu ........................................................................ 46 P a g e | 5 I. Le matériau bois 1. L’arbre et la forêt a) Présentation de l’arbre et de la forêt Propriété forestière Les forêts appartiennent à l’Etat, à des communautés, à des établissements publics et à des particuliers. Les forêts de l’Etat, ou forêts domaniales (pour l’essentiel, anciens domaines des rois de France), ne relèvent pas du domaine public, dont l’usage est commun à tous, comme les routes nationales, mais du domaine privé. De même la forêt communale relève du domaine privé des communes même si dans son principe c’est une forêt collective (ancien droit de marronnage pour l’obtention des bois de construction nécessaires à l’habitation). Aujourd’hui, pour des raisons économiques les produits en sont commercialisés. Ils existent aussi les forêts privées, celles-ci représentent la majeure partie des forêts françaises. Les peuplements forestiers : Ils sont constitués à 49% de futaies, 28% de taillis sous futaies et taillis productifs, et 23% de taillis peu productifs. Ils sont composés de 2/3 de feuillus et 1/3 de résineux. 10% pour l’état, 20% aux collectivités locales, 70% aux privés Les différents régimes de forêt Le régime du taillis est basé sur la faculté des essences feuillues à constituer des rejets de souche ou des drageons de racine. Tous les 15 à 30 ans ils sont coupés et on les laisse repousser. P a g e | 6 Les futaies procurent du bois d’œuvre de par leurs fûts droits et élancés. La régénération des futaies se fait par les graines tombées des arbres Il en existe deux sortes : Le régime de la futaie régulière constitué par des tiges de même âge, croissant côte à côte. Ici l’homme a intérêt à intervenir dans la sélection naturelle pour ne pas laisser dépérir puis pourrir sur le sol les arbres victimes de la concurrence vitale qui s’exerce dans ces futaies tant au regard de la lumière qu’au regard des éléments fertilisants du sol. Le régime de la futaie jardinée (ou taillis sous futaie), ici les arbres n’ont pas le même âge. Tous issus du taillis ils sont sélectionnés en fonction de leur essence par l’homme et ce dès leur plus jeune âge. Il en ressort donc un mélange de toutes dimensions. L'âge d'abattage Pour être abattu, un arbre doit atteindre sa pleine maturité afin d'en tirer un profit maximum de bois. L'âge d'abattage des arbres varie donc selon chaque essence. Âge d'abattage Essences 20 à 25 ans Peuplier 40 ans Bouleau, douglas 50 ans Érable, mélèze, noyer, cerisier 70 à 80 ans Tilleul, frêne 100 à 120 ans Orme, châtaignier, hêtre 120 à 150 ans Chêne 1500 ans Séquoia P a g e | 7 b) Les essences de bois Un classement est réalisé suivant les caractéristiques physiques et mécaniques des essences: les bois durs et très durs, les bois mi-durs, les bois tendres ou blancs, les bois résineux, les bois fins, précieux et fruitiers. Un classement se fait également suivant la provenance des essences: les bois indigènes (de France), les bois d'importation (de l'étranger). Les bois indigènes feuillus et résineux Classe des bois Essences Les bois durs le chêne, l'orme, le frêne, l'acacia, le charme, le buis Les bois mi-durs le hêtre, le châtaignier Les bois tendres ou blancs le peuplier, l'aulne, le bouleau, le tilleul Les bois résineux le pin maritime (pin des Landes), l'épicéa (sapin blanc du Nord), le pin sylvestre (pin rouge du Nord), le sapin, le cèdre, le mélèze, le douglas Les bois fruitiers le noyer, le merisier, le cerisier, le poirier, l'olivier, le cormier Les bois d'importation selon l'importance Provenance des bois Essences Europe Centrale Chêne, épicéa Europe du Nord l'épicéa, le douglas, le pin sylvestre Afrique équatoriale en bois durs et très durs: azobé, iroko, doussié, teck, niangon, bossé, movingui, makoré, sipo acajou, bété, padouk,sapelli en bois tendres: okoumé, framiré Asie et Extrême-Orient le palissandre, l'ébène, le teck, le méranti Amérique latine l'acajou de Cuba, le palissandre de Rio, le bois de rose, le gaïac Amérique du Nord le red cedar (Canada), le pitchpin (États-Unis). P a g e | 8 c) Aspect de l’arbre sur pied L’arbre est un être vivant appartenant au règne végétal, il subvient donc à ses besoins grâce à la photosynthèse. Il naît et pousse toujours rapidement en hauteur avant d'arriver à maturité, puis il ne croît plus qu'en diamètre. Enfin arrive la vieillesse de l'arbre: son cœur s'effrite et pourrit, ses branches tombent, etc. Avant que l'arbre n’arrive au seuil de vieillesse, les forestiers par expérience jugent l'âge auquel doivent être abattues les différentes espèces. Longévité de quelques arbres Longévité Essences 30 à 50 ans le peuplier, le bouleau, l'aulne 80 à 100 ans le sapin, l'orme, le cerisier 120 à 150 ans le hêtre, le tilleul -r. 150 à 300 ans le chêne 1000 à 2000 ans le douglas, le séquoia d'Amérique Aspect général Les feuilles se développent sur les rameaux et il en existe deux sortes : Les feuilles caduques qui tombent et repoussent chaque année. Les feuilles persistantes qui ont une durée de vie de 6 ans environ. P a g e | 9 d) Anatomie de l’arbre Si l'on observe la coupe transversale de l'arbre on découvre: uploads/Ingenierie_Lourd/ le-bois-et-ses-proprietes-technique-appliquees-a-la-construction.pdf