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La durabilité naturelle du bois
Prof. Benoit JourezULg Gembloux Agro-Bio Tech Laboratoire de Technologie du Bois
Composition chimique du bois
• H2O : peut représenter plus de 200% de la masse sèche du bois
• Présence d’amidon et de protéines
• Substances à faible poids moléculaire ---> impact sur la durabilité - Extraits >>> matières organiques : Tanins, oléorésines, cires, alcaloïdes
- Cendres >>> matières minérales : Silice, calcium, potassium, sodium
Cellulose Hémicellulose
Cycle du carbone
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Facteurs influençant la
conservation du bois
•
Les caractéristiques du bois
• L’humidité de service du bois
• Les conditions d’ambiance
• La zone géographique
• La durée de service
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Facteurs influençant la conservation du bois
Les caractéristiques du bois
Xestobium rufovillosum (grosse vrillette) bois préalablement atteints de pourritures
Relation spécifique bois / hôte
Anobium sp (petite vrillette) espèces feuillues (préférentiellement) plus anciennes
Lyctus sp espèces feuillues riches en amidon et vaisseaux > 70µ
Facteurs influençant la conservation du bois
Les caractéristiques du bois
Imprégnabilité du bois (EN 350-2)
Capacité de se laisser pénétrer par des liquides
Variable espèce ligneuse
zone considérée (aubier / duramen)
sens de circulation (axial ou transversal)
En fonction des traitements les plus profonds (autoclave vide et pression)
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Facteurs influençant la conservation du bois
Les caractéristiques du bois
Imprégnabilité du bois (EN 350-2)
Classe Description Explication
d’imprégnabilité
1 Imprégnable pénétration complète avec un traitement sous pression
2 Moyennement imprégnable pénétration complète impossible mais après 2 à 3h de traitement sous pression pénétration latérale de + 6mm
3 Peu imprégnable max. 3 à 6 mm de pénétration latérale après 3 à 4h de traitement sous pression
4 Non imprégnable très peu de pénétration latérale même après 3 à 4h sous pression
Facteurs influençant la conservation du bois
Les caractéristiques du bois
Imprégnabilité du bois (EN350-2)
Espèces imprégnables Classe d’imprégnabilité 1 EN350-2 EN350-2 Espèces réfractaires Classe d’imprégnabilité 2 ,3 & 4
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Facteurs influençant la conservation du bois
L’humidité de service du bois
• Essentielle dans les problèmes de pourriture
• Maintenir l’humidité du bois sous les 20%
• Attention aux réhumidifications accidentelles
Facteurs influençant la conservation du bois
L’humidité de service du bois
Eau de capillarité = libre Eau de constitution
Eau d’imprégnation = liée
Eau libre Eau liée
30% 0%
…100%
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Humidité d’équilibre du bois
Facteurs influençant la conservation du bois
Les conditions d’ambiance
Risques d’altération
Classes d’usages - Bois mis en œuvre à l’intérieur
- Bois mis en œuvre à l’extérieur
- humidité < 20% - humidité > 20%
- abrité
- soumis aux intempéries - contact avec le sol
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Facteurs influençant la conservation du bois
La zone géographique
Niveaux d'arrêtés par département, © CTBA
- Altitude - Longitude - Proximité de
Facteurs influençant la conservation du bois
La durée de service
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Longévité Durabilité
Longévité naturelle
durée de service que peut assumer une essence dans un ouvrage en l’absence de traitement de préservation
Tributaire des conditions d’emploi Connaissance empirique
Durabilité naturelle
mesure de la résistance intrinsèque du bois parfait à l’égard d’agents biologiques
Dépend des constituants chimiques secondaires Variable en fonction des agents biologiques
Longévité naturelle
Classement des essences suivant l'expérience
Classe de longévité
Durée de vie moyenne
(durabilité)
de piquets
1
[très durable]
10 à 15 ans
2
[durable]
7 à 12 ans
3
[moyennement durable]
5 à 7 ans
4
[faiblement durable]
3 à 5 ans
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Longévité naturelle
Classement des essences suivant l'expérience
Contact sol
Hors sol exposé
Partiellement abrité
aux intempéries
Très durables Très durables Très durables
20 ans au moins 20 ans 50 ans et +
Robinier Chêne, Châtaignier, Red cedar Robinier, Chêne, Châtaignier
Durables Durables Durables
12 ans 12 ans 20 ans
Chêne Châtaignier Douglas Douglas
Peu durables Assez durables
Pins Pins
Non durables
Durabilité naturelle intrinsèque
Résistance intrinsèque des essences aux agents
biologiques
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Durabilité du bois
Durabilité vis à vis des organismes destructeurs
•Champignons lignivores
•Insectes à larves xylophages
•Autres insectes (abeille charpentière)
•Termites
•Térébrants marins
•(Facteurs physiques)
•Avt 20ème s
. >> Utilisation des essences naturellement durable
•Milieu du 20ème s.
>> Traitement chimique du bois
Durabilité naturelle intrinsèque
Facteurs affectant la durabilité naturelle
Structure anatomique du bois
•Thylles dans les vaisseaux
•Ponctuations aréolées fermées
•Dimension des ponctuations
•Diamètre des vaisseaux
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Durabilité naturelle intrinsèque
Facteurs affectant la durabilité naturelle
Caractéristiques
physiques
•Densité du bois (partiellement)
•Dureté du bois
•Capacité d'absorption de l'eau
(diamètre des vaisseaux, ponctuations aréolées colées) - Imprégnabilité
22 Duramen
Aubier
Durabilité naturelle intrinsèque
Facteurs affectant la durabilité naturelle
Caractéristiques
chimiques
•Aubier
(pas durable - substances de réserves)•Duramen
(durable - substances toxiques - tanins, polyphénols, oléorésines, etc.)•Bois parfait non différencié
(peu durable)•Composition chimique
(résineux feuillus)•Teneur en silice
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Durabilité naturelle intrinsèque
Facteurs affectant la durabilité naturelle
Duramen différencié
• Résineux :
Pin, Douglas, Mélèze, Red Cedar• Feuillu tempérés :
Chêne, Châtaignier, Robinier• Feuillus tropicaux :
Padouk, Okoumé, SapelliBois parfait non différencié ou non duraminisé
• Résineux :
Épicéa; Sapin, Hemlock• Feuillu tempérés :
Hêtre, Peuplier, BouleauDurabilité naturelle intrinsèque
Facteurs affectant la durabilité naturelle
Autres
caractéristiques
•Age
(durabilité augmente avec l'âge)•Position dans l'arbre
(+ durable à la base de l'arbre)•Époque d'exploitation
(abattage en sève >>>augmentation de la sensibilité)25
Durabilité naturelle intrinsèque
Variabilité de la résistance
Agents
Epicéa
Limba
Hêtre
Red Cedar
Capricorne non oui oui non* Lyctus oui non oui oui
Termites** non non non non Champignons non non non oui
*Seul l'aubier est attaqué
Durabilité naturelle intrinsèque
Classement des essences suivant la norme EN252 - essai champ -
vis à vis des champignons basidiomycètes
Classe de Durée de vie Valeur de X* Exemples durabilité moyenne de piquets
1
[très durable] 10 à 15 ans X > 5,0 Robinier2
[durable] 7 à 12 ans X > 3,0 < 5,0 Châtaignier, Chêne, Thuya3
[moyennement durable] 5 à 7 ans X >2,0 < 3,0 Douglas, Mélèze, Noyer4
[faiblement durable] 3 à 5 ans X > 1,2 < 2,0 Pin, Épicéa,Sapin, Orme5
[non durable] moins de 3 ans X < 1,2 Aune, Bouleau, Charme, Frêne,Erable, Hêtre, Peuplier, Tilleul
Vie moyenne des piquets d’essai
Vie moyenne de la plus durable des séries de piquets de référence * X =
Aubier toujours sensible ! Classe d’usage 4
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Durabilité naturelle intrinsèque
Classement des essences suivant la norme EN15083 -1
essai labo - vis à vis des champignons basidiomycètes
Classe de Durée de vie Perte de masse Exemples durabilité moyenne de piquets (en %)
1
[très durable] 10 à 15 ans X 5 Robinier2
[durable] 7 à 12 ans 5 < X 0 Châtaignier, Chêne, Thuya3
[moyennement durable] 5 à 7 ans 10 < X 15 Douglas, Mélèze, Noyer4
[faiblement durable] 3 à 5 ans 15 < X 30 Pin, Épicéa,Sapin, Orme5
[non durable] moins de 3 ans > 30 Aune, Bouleau, Charme, Frêne,Erable, Hêtre, Peuplier, Tilleul
Durabilité naturelle intrinsèque
Table 1. Median mass loss and natural durability class of coconut wood against basidiomycetes fungi.
Basidiomycetes fungi Median mass loss Durability class Description
Coniophora puteana 0.00 1 Very durable
Coriolus versicolor 5.62 2 Durable
0 5 10 15 20 25 30 35 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 Density (kg/m³) M as s lo ss ( % )
Coriolus versicolor Coniophora puteana
class 1 : very durable class 2 : durable class 3 : moderately durable class 4 : slightly durable class 5 : not durable
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Durabilité naturelle intrinsèque
Classement des essences suivant la norme EN46 - EN49 - EN20 -
vis à vis des larves de coléoptères xylophages de bois sec
Insectes de référence - Hylotrupes bajulus (R)
- Anobium punctatum - Lyctus brunneus (F)
Bois de référence - Aubier de Pinus silvestris si essence résineuse à tester - Fagus sylvatica si essence feuillue à tester
D = durable
Durabilité naturelle intrinsèque
Classement des essences suivant la norme EN118 -
vis à vis des termites
D = durable
M =moyennement durable S = sensible (non durable)
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Durabilité naturelle intrinsèque
Classement des essences suivant la norme EN275 -
vis à vis des térébrants marins
D = durable
M =moyennement durable S = sensible (non durable)
Durabilité naturelle intrinsèque
Durabilité naturelle (extrait de EN 350-2)Champignons Capricorne Vrillettes Lyctus
Résineux Douglas 3 S S -Epicéa 4 SH SH -Mélèze 3 S S -Pin 3 4 S S -Sapin 4 SH SH -Feuillus Aune 5 - S D Bouleau 5 - S D Charme 5 - S D Châtaignier 2 - S D Chêne 2 - S S Erable 5 - S (SH) Frêne 5 - S D Hêtre 5 - S D Merisier 5 - S (SH) Noyer 3 - S (SH) Orme 4 - S (SH) Peuplier 5 - S D Robinier 1 - S D Légende
Champignons : 1 (très durable), 2 (durable), 3 (moyennement durable), 4 (faiblement durable), 5 (non durable)
Insectes : S (aubier sensible), SH (bois parfait sensible), (SH) (bois parfait parfois sensible), D (durable), - (non applicable)
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Classes d’emploi - EN 335
Classe
Situation
Risques
Exemples
d’emploi
biologiques
Insectes Champignons
1
intérieur oui non mobilier, parquet< 20% lambri, porte
2 non exposé oui faible charpente, élément en parfois > 20 % bois lamellé collé
3 exposé aux intempéries oui oui menuiserie extérieure,
fréquemment > 20 % bardage
4 contact sol oui oui poteau, piquet
eau douce tour de réfrigération
Classe d’emploi 1
Classe d’emploi 2
Classe d’emploi 3
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Durabilité naturelle intrinsèque
Correspondance classes de risque et classes de durabilité- EN 460
Classe d’emploi
Classe de durabilité
1
2
3
4
5
1
0
0
0
0
0
2
0
0
0
(0)
(0)
3
0
0
(0)
(0) - (x) (0) - (x)
4
0
(0)
(x)
x
x
5
0
(x)
(x)
x
x
0 durabilité suffisante; (0) certains emploies > traitement; (0) - (x) fonction de l'essence, de sa perméabilité, de l'emploie > traitement; (x) traitement recommandé; x traitement nécessaire
Durabilité conférée
Si durabilité naturelle insuffisante
Préservation
Parfois plus
économique que le
choix d'une autre
essence
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Durabilité conférée
Traitement de préservation
Apport d'une substance biocide
Traitement de finition
Durabilité conférée
Traitement de préservation
Apport d'une substance biocide
Traitement de finition
40
Durabilité conférée
Durabilité conférée
Traitement de préservation
• Introduire un produit efficace
• en quantité suffisante dans la zone vulnérable
• en veillant à ce qu'il y reste pour la durée de
service de l'ouvrage
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Zone vulnérable vs classe d’emploi (EN 335)
Classe d’emploi
Zone vulnérable
(attaque potentielle)1
intérieur 0 à 3 mm< 20%
2 non exposé 0 à 3 mm
parfois > 20 %
3 exposé aux intempéries 0 à 3 mm - (faible exposition) fréquemment > 20 % > 6 mm - (forte exposition)
et 30 à 60 cm en bois debout
4 contact sol Tout le volume vulnérable eau douce
5 eau salée Tout le volume vulnérable
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Déterminer la classe d’emploi EN 335
Choisir l’essence
Déterminer la durabilité naturelle EN 350-2 Produit
Si possible ou approprié - choisir une autre essence - Modifier la conception Traitement de préservation non nécessaire Traitement de préservation nécessaire Fixer rétention et pénétration EN 351-1 Déterminer l’imprégnabilité de l’essence EN 350-2 Imprégnabilité appropriée? Choisir un produit de préservation Contrôler la conformité Choisir un procédé de traitement
Méthodologie
générale de
décision
Annexe A de la norme EN335-2 : 2006Durabilité naturelle adaptée à la classe d’emploi? EN 460 oui oui oui non non non
