Matériaux et techniques, cours no 5
Cours no 5
Matériaux et techniques
Le bois massif
Deux classes d’arbre et deux classes de bois Entomophile
(Adj. dont la pollinisation est réalisée à partir d’insectes) Les arbres entomophiles sont angiosperme (dont les graines sont enfermées dans les fruits). Ce sont des feuillus caducs ou ce que nous appelons en langage populaire le feuillu.
C’est à partir des feuillus que l’on retrouve les bois durs comme l’érable à sucre, le chêne blanc, le bouleau jaune, hêtre à grande feuille, le frêne, le noyer noir, etc. C’est ce type de bois qui peut être utilisé pour la fabrication de meuble.
Même si on retrouve le bois dur dans la famille de feuillu, les bois les plus mous existent aussi dans la famille des feuillus.
Le balsa et le noyer cendré en sont deux exemples.
Le palmier n’est pas un arbre à proprement parler. Mais géné- tiquement il s’agit d’une plante qui fait partie de la famille des angiospermes comme les feuillus caducs.
Anémophile
(Adj. dont la pollinisation est réalisée par le vent)
Les arbres anémophiles sont gymnospermes (dont les graines nues sont portées sur des écailles ouvertes, (les cocottes comme on dit au Québec)). Ce sont des arbres à feuillage persistant dont les feuilles sont des aiguilles que l’on appelle conifères.
Généralement, le bois des conifères est plus mou que celui des feuillus caducs. Mais ici aussi il y a des exceptions. Par exemple, l’if commun est un bois très dur.
Le bois des conifères se prêtera comme matériau de con- struction pour les maisons. On retrouvera dans ce domaine (au Québec pour le marché de l’Amérique du Nord) du bois estampillé S-P-F pour épinette, pin et sapin.
Croissance de l’arbre
Le cambium est la mince couche de cellules entre le bois et l’écorce. Ce sont les cellules de croissances qui se divisent des deux côtés (du côté de l’écorce et du côté du bois).
Du côté de l’écorce, il y a d’abord la couche de liber qui per- met le transport de la sève élaborée. Puis une fois bien morte les cellules du liber poussé vers l’extérieur deviennent l’écorce proprement dite. L’écorce protège l’arbre tout en permettant les échanges gazeux pour les tissus vivants.
Du côté bois, il y a d’abord la couche d’aubier qui permet le transport de la sève brute. Puis, une fois bien morte, les cel- lules du duramen qui constitue le support central de l’arbre ou bois de cœur. Cette partie récolte les déchets de l’aubier.
Écorce Liber Cambium Aubier Duramen
Dans notre domaine, seul le bois, constitué de l’aubier et du duramen (ou bois de cœur), nous intéresse. Selon les espèces, il est parfois préférable d’utiliser une partie ou l’autre. Par exemple pour le cerisier on préfèrera le bois de cœur parce qu’il est plus dur et pour sa coloration. Pour le frêne (bois très dur) on préfèrera l’aubier (très pâle) parce qu’il est plus facile à teindre et qu’il a moins de nœuds.
Apparence du bois
À cause de sa croissance, le bois coupé transversalement présente des cernes de croissance annuelle (vous pouvez con- sulter le site du Conseil canadien du bois (http://www.cwc.ca) pour la signification de tous ces termes).
Au printemps, les cellules forment un bois que l’on appelle bois de printemps ou bois initial. C’est une zone moins dense et plus pâle qui souvent forme des cellules d’un plus gros diamètre (pour laisser passer plus de sève). Les cellules sont alors souvent faciles à observer avec une simple loupe.
Le bois d’été ou bois final apparait plus tard. Il s’agit d’un bois plus dur et plus fort mécaniquement.
Des rayons (souvent visible à l’œil nu) assurent le transport des matières perpendiculairement au bois initial et final.
En analysant correctement une coupe transversale, on peut facilement identifier un bois.
Matériaux et techniques, cours no 5 Débitage du bois
Le bois peut être débité de deux façons : Le débit sur dosse ;
Le débit sur quartier.
Généralement le débit est fait sur dosse parce qu’il permet de récolter plus de bois, que cela coute moins cher à produire et que le bois sèche plus vite.
Le débit sur quartier (utilisé plus rarement) donne un bois qui gauchit moins, fend moins au séchage et s’use plus unifor- mément.
Débit sur dosse
Débit sur quartier
Débit radial (ne se pratique pas industriellement)
Matériau anisotrope
E F D
A
B
C
Un matériau anisotrope est un matériau dont les propriétés varient selon les directions. Le bois est un matériau aniso- trope.
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L’expérience réalisée en classe le démontre. Des planches sont découpées selon différentes orientations. On constate qu’une planche dont la plus grande surface sera une coupe transversale sera très facile à briser, qu’une planche dont la plus grande longueur sera tangentielle ou radiale sera facile à briser et finalement une planche dont la plus grande longueur est longitudinale sera beaucoup plus solide que toutes les dispositions précédentes.
Pouvez-vous identifier par les lettres les coupes et directions suivantes ?
Coupe transversale ;
Coupe longitudinale tangentielle ; Coupe longitudinale radiale ; Direction longitudinale ; Direction radiale ; Direction tangentielle.
Séchage du bois
Le séchage a comme objectif de rendre le bois plus fort, plus stable et plus résistant à la pourriture. La teneur en eau est exprimée en % et doit être en relation avec l’utilisation.
Moins de 0 % d’humidité assure que le bois ne pourrit pas.
Les meubles demandent entre 7 % et 0 % d’humidité, soit un séchage au four.
Le bois perd du volume pendant le séchage. Dans le sens des cernes (A) il perd fois plus de volume que dans le sens per- pendiculaire aux cernes (B). Sur une courte distance, le retrait est négligeable dans le sens longitudinal (C).
La perte de volume cause le gauchissement du bois et parfois le fendillement.
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Matériaux et techniques, cours no 5 Degré d’humidité
Le degré d’humidité est calculé en pourcentage du poids de la masse d’eau par rapport à la masse complètement sèche (anhydre).
A-B÷B×00
A est le poids de l’éprouvette avant le séchage complet.
B est le poids de l’éprouvette après le séchage complet.
Calculez le degré d’humidité d’élément en bois si le poids d’une éprouvette de 5 grammes est de ,8 grammes anhy- dres.
Achat du bois
Pour l’ébénisterie, après le séchage, les planches sont livrées brutes (aux dimensions nominales sans finitions).
Les dimensions réelles du bois après finition, dégauchissage et rabotage sont plus petites (au moins /4" en moins). Ainsi une planche de × 4 sera en fait ¾" × ¾" au maximum après finitions.
Prix du bois
Le prix du bois est calculé en pied mesure de planche ou pmp. Un pmp est égal à " × " × " donc à 44"³.
Pouvez-vous calculer à quoi 000 pmp équivalent en m³ ? Inversement combien y a-t-il de pmp dans un m³ ? Les épaisseurs de bois sont exprimées en quart.
4/4 = ", 8/4 = ", 0/4 = ½", etc.
Pouvez-vous calculer le prix de 0 planches de cerisier de 4/4
× 6" × ' à 4,0$ le pmp ?
Pouvez-vous calculer le prix de 0 planches d’ébène de Mada- gascar de 6/4 × " × 0' vendu à 9 000$ le m³ ?
Information sur les propriétés du bois
On retrouve deux types d’informations sur les bois.
Le premier type sera uniquement qualitatif. On retrouvera par exemple des informations sur l’aspect, la disponibilité et l’utilisation. Les propriétés physiques seront données qualita- tivement (« Bois régulier de couleur claire, de dureté moy- enne, à pores fins » par exemple). La page « Le guide pratique du bois » du site de STIHL en est un exemple (www.stihl.
ca/francais/knowHow_wood.asp). Ce type d’information est souvent suffisant pour faire un choix préliminaire.
Le second type sera plus complet. En plus de contenir des informations qualitatives, on retrouvera les informations physiques conventionnelles comme le module d’élasticité, la dureté, etc. La brochure sur l’érable disponible au site belge Woodforum est un exemple (www.bois.be/documents/pdf_
description_detail/Erable_Amerique.pdf).
Dans le site du Bureau de promotion des produits forestiers du Québec (www.quebecwoodexport.com), on peut retrou- ver de l’information technique sur les bois notre province.
Travail du bois
Le bois massif est essentiellement mis en forme par enlève- ment de matière bien qu’il arrive qu’il soit cintré.
En plus des machines de finitions (ponceuse), les principales machines utilisées sont :
La dégauchisseuse ; La raboteuse d’épaisseur ; La scie circulaire ; La scie à ruban ; La perceuse sensitive ; Le tour ;
La toupie.
Construction en bois massif
On parle de construction en bois massif lorsque le bois na- turel est utilisé de part et d’autre des panneaux utilisés.
Les joints sont utilisés pour réunir des planches de bois. Les joints peuvent être vissés, goujonnés ou collés. Ces systèmes peuvent ou non être combinés.
Les trois assemblages suivants (présenté à titre d’exemples) sont habituellement collés.
Joint d’about goujonné Joint à rainure et feuillure Joint à queues droites
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