Poids du bois
Le poids du bois dépend de sa densité et de la quantité d’humidité qu’il contient. Il existe une densité spécifique de la matière du bois et un poids volumétrique du bois.
Le poids spécifique du bois ne dépend pas du type de bois. Il exprime le poids du matériau bois compacté dans une unité de volume, sans humidité ni air, et est 1,5.
En pratique, on utilise le poids volumétrique de la masse de bois, c’est-à-dire le poids de la masse de bois 1 cm³ exprimé en grammes. Sur la base du poids volumique, le poids du bois et ses propriétés techniques sont estimés. Avec l’augmentation de l’humidité, le poids volumétrique du bois augmente également. Plus la densité est élevée, plus le bois est dense et moins poreux.
Humidité du bois
Types d’eau dans le bois
L’eau présente dans le bois est divisée en :
- capillaire (gratuit) — remplit les cavités cellulaires ;
- hygroscopique — trouvé dans les parois cellulaires ;
- chimique — entre dans la composition chimique des substances qui composent le bois.
La quantité d’eau dans le bois, exprimée en pourcentage en poids, est appelée humidité du bois. Il existe une humidité absolue et relative.
Humidité relative et absolue
Si le poids du bois dans son état d’origine est marqué de la lettre A, le poids du bois absolument sec de la lettre A₁, l’humidité relative en pourcentage de la lettre B et l’humidité absolue en pourcentage de la lettre B₁, l’humidité relative peut être déterminée selon la formule suivante :
Formulaire pour l’humidité relative du bois.
L’humidité absolue est déterminée selon la formule suivante :
Formulaire pour l’humidité absolue du bois.
Détermination de l’humidité du bois
Un prisme est découpé au milieu de la planche et mesuré sur une échelle avec une précision de 0,01 g. La valeur résultante représente la taille de A. Le prisme, dont le poids ne doit pas être inférieur à 20 g, est ensuite séché à une température de 105° jusqu’à atteindre un poids constant A₁.
Un poids constant est considéré comme atteint si la différence entre deux mesures consécutives n’est pas supérieure au 0,3% poids sec. En saisissant les valeurs A et A₁, obtenues par mesure, sous les formes spécifiées, l’humidité relative ou absolue du bois est déterminée.
Si le poids original du prisme coupé au milieu de la planche était de 240 g, et le poids du bois séché 160 g, l’humidité absolue de l’échantillon testé est :
Exemple de calcul de l’humidité absolue de l’échantillon testé.
L’humidité ainsi obtenue est considérée comme l’humidité de l’ensemble du lot de bois.
Point de saturation des fibres
Lors du séchage du bois, l’eau libre s’évapore en premier. Le moment où toute l’eau libre s’évapore est appelé limite hygroscopique ou point de saturation des fibres. Pendant cette période de séchage, les dimensions du bois séché ne changent pas.
L’humidité correspondant à la limite hygroscopique pour les différents types de bois est listée dans le tableau suivant :
| Essence de bois | Humidité |
|---|---|
| Pin commun | 29% |
| Pin de Weymouth | 25% |
| Épinette | 29% |
| Mélèze | 30% |
| Épinette | 30% |
| Hêtre | 31% |
| tilleul | 29% |
| Frêne | 23% |
| Châtaignier | 25% |
Influence de l’humidité sur la transformation et la durabilité du bois
Le bois avec une humidité élevée est un bon conducteur de chaleur, il est moins bien traité par les machines, il est mal collé, peint, verni et poli. Sur la surface du bois peint humide, la peinture et le vernis se désintègrent rapidement. Le bois humide fait rouiller les clous et les vis.
Les dimensions des produits de menuiserie en bois brut — portes, fenêtres, planchers en planches, parquet et autres produits — rétrécissent pendant le séchage. De ce fait, des fissures apparaissent et la rigidité de la connexion entre les éléments est perdue.
Ainsi, la qualité du bois en construction, sa durabilité et sa résistance à la pourriture sont déterminées en premier lieu par son humidité, puis par l’essence de bois et les conditions d’exploitation. Dans des conditions normales d’exploitation, le bois sec peut servir dans les bâtiments pendant des dizaines d’années.
Pondération du bois lors du séchage
Lors du séchage, le bois change de dimensions : dans le sens longitudinal par 0,10%, dans le sens radial par 3–6%, et dans le sens tangentiel par 6–12%. Ce changement est appelé pondération.
La pondération commence lorsque l’humidité atteint le point de saturation des fibres, de 23% à 31%. Les éléments anatomiques qui composent le bois lors du processus de séchage rétrécissent de manière inégale, de sorte que le poids du bois est différent dans différentes directions.
Le bois à haute densité, comme le chêne, pèse plus lourd que le bois à plus faible densité, comme le tilleul. Chez les espèces de conifères, l’importance du pondération dépend également de la participation du bois tardif. Avec une augmentation du pourcentage de bois tardif dans le pin, le poids augmente, car le bois tardif des espèces de conifères pèse nettement plus lors du séchage que le bois précoce.
Pondération des bois précoces et tardifs des essences résineuses
| VRSTA DRVETA | Partie de l'arbre | POIDS % | ||
|---|---|---|---|---|
| Dans la direction tangente | Dans la direction radiale | Capacité | ||
| Jela | Tôt | 5.68 | 2.89 | 8.77 |
| En retard | 10.92 | 9.85 | 19.97 | |
| Bor | Tôt | 8.05 | 2.91 | 10.86 |
| En retard | 11.26 | 8.22 | 10.87 | |
| Arish | Tôt | 7.11 | 3.23 | 10.34 |
| En retard | 12.25 | 10.19 | 20.96 | |
Pesée de différents types de bois
| VRSTA DRVETA | POIDS % | ||
|---|---|---|---|
| Dans la direction radiale | Dans la direction tangente | Capacité | |
| Bor | 3.4 | 8.1 | 12.5 |
| Épicéa | 4.1 | 9.3 | 14.1 |
| Mélèze | 5.3 | 10.4 | 15.1 |
| Jasen | 4.8 | 8.2 | 13.5 |
| Chêne | 4.7 | 8.4 | 12.7 |
| Bukva | 4.8 | 10.8 | 15.3 |
Altérations et fissures
Un changement inégal des dimensions lors du processus de pondération dû au séchage, ainsi que l’application de régimes de séchage inappropriés, provoquent des contraintes internes et externes dans le bois. Ils entraînent des altérations et l’apparition de fissures externes et parfois internes.
Les planches coupées tangentiellement sont plus sujettes aux intempéries que les planches coupées radialement. Plus ils sont proches de la périphérie, plus le cisaillement du vent est important.
Image 3. Enrouler les planches selon la position dans le journal.
Les fissures externes sont causées par un séchage inégal des couches extérieures et intérieures du bois. En raison de la grande différence entre leur humidité, des contraintes de traction apparaissent à la surface du bois, ce qui entraîne des fissures externes.
Afin d’éviter l’apparition de fissures externes, le processus de séchage doit être effectué lentement et uniformément. Ensuite, le changement de dimensions se fait progressivement, de sorte que les forces qui provoquent les éclaboussures sont faibles.
Le bois sèche plus rapidement par l’avant, c’est pourquoi les façades des planches, des bûches et des bois ronds se fissurent plus tôt que les autres surfaces. Afin d’éviter les gerçures, le front doit être protégé des effets permanents des rayons du soleil en l’enduisant d’agents protecteurs ou en le plaçant à l’ombre.
Gonflement des arbres
Le gonflement du bois est le processus inverse du séchage et du lestage. Le bois séché est capable d’absorber l’humidité et d’augmenter ses dimensions. Cette fonction est utilisée pour humidifier les fûts secs, les tuyaux en bois, les réservoirs et autres objets, les faisant gonfler.