Modifications

Aller à : navigation, rechercher

Bois

7 864 octets ajoutés, 14 janvier 2022 à 15:22
aucun résumé de modification
Matériaux de construction écologique et très efficace.
==projets utilisants du {{PAGENAME}}==
{{#ask:[[Category:Projets]][[ingrédient::~{{PAGENAME}}]]
|?ingrédient
| limit=4
| sort=Date de modification
| order=descending
| ?Description
| ?Image
|format=template
|template=ListeVignettes
|headers=hide
|link=none
|offset=
}}
 
==Généralités==
Les bois sont caractérisés dans la famille des [[Fibres(composites)|composites]], ces propriétés mécaniques sont généralement anisotropes (c'est à dire qu'elles varient en fonction de l'orientation du matériau), on notera que beaucoup de bois sont fibreux, et donc les propriétés en suivant le sens de la fibres sont meilleures.
==Généralité==Les On classe les bois sont caractérisé dans la famille des compositespar essences (chène, oukoumé, peuplier ....), ces propriétés mécanique sont généralement anisotrope chaque essence possède une anatomie différente (agencement des molécules) c'est à dire qu'elles varient en fonction de l'orientation du matériau), on notera que beaucoup cet agencement comme dans tout composite qui est responsable de bois sont fibreux, et donc les propriétés en suivant le sens de la fibres sont meilleuresmécaniques diverses..
On classes les ===Composition et impact carbone===La [http://inforets.free.fr/article.php3?id_article=208 composition moléculaire des bois par essences (chène] reste semblable, notamment sur la cellulose.<br/>Il est constitué de 50% de carbone, oukoumé43% d'oxygène, peuplier 6% d'hydrogène, 1% d'azote....)Tout son carbone provient du CO2 dans l'air, chaque essence possède une anatomie différente (agencement des molécules) c'est cet agencement comme dans tout composite qui est responsables de propriétés mécaniques diverses.pourquoi son utilisation stocke du carbone.
La [http://inforets.free.fr/article.php3?id_article=208 composition moléculaire En prenant en compte le dégagement de CO2 par l'utilisation des outils lors de ça transformation, le bois] reste semblablea toujours un impact positif. (de l'ordre de 800 kg de CO2 par m³, notamment sur la cellulose.contre 1000 kg/m³ si l'on ne fait que le planter)
Énergétiquement, l'énergie par mètre cube pour produire les bois est de 80 MJ/m^3
On notera que pour le bambou seulement c'est plutôt 30 MJ/m^3
==Les formes=Durabilité===Le bois en tant que matériau biodégradable, est sujet à la question de sa durabilité. Sa décomposition provient essentiellement du classe de bactérie et champignons que l'on retrouve principalement dans l'humus forestier. Aussi la prise en compte de paramètres lors des constructions et le choix des conditions d'utilisation (lieu, usage ...) conditionne énormément la durée de vie du bois. Avec un peu de connaissance des bois on pourra augmenter leur durée de vie sans traitement. Certains bâtiments sont vieux de 14 siècles et tiennent encore. On pourra avoir des bois ignifugés, généralement le traitement consiste à imprégner des sels hydrosolubles sous vide, ce qui a pour effet de réduire la durabilité en extérieur des bois.===Massif=Vieillissement====Le bois vieillit, naturellement, ici on listera les causes et les conséquences liées à cela.Les massifs sont *Le rayonnement UV cause:**Avec une présence d'oxygène et la forme réaction photochimique, un jaunissement voir brunissement de la plus proche surface.**Et un blanchiment du bois, jusqu'à voir la couleur blanche de lla cellulose.*L'arbreérosion (pluie, puisque ceau, réaction photochimique), le bois a tendance à fendre et on perd la couleur d'est directement un morceau origine.*Avec des températures de ce dernier25°C et une humidité d'environs 30%. La surface du bois à tendance à devenir gris-bleu, gris-noir. Globalement on fera néanmoins attentionpourra se fier aux classes d'emplois qui définissent le lieu d'usage du bois.#Intérieur, que tout les massifs ont des fibresnon soumis à l’humidité (<20%)#Abrité, ainsi peu être soumis à l'orientation qui humidité mais occasionnellement (>20%)#Le bois est au-dessus du sol, et exposé aux pluies#Le bois est en découle peu jouer un rôle contact avec le sol, et exposé aux pluies#Le bois est immergé dans de l'eau salée On trouvera le détail en fonction des essences [http://www.atlanbois.com/wp-content/uploads/2008/03/tableau-utilisation-essence..jpg Ici] ====Compatibilités avec les métaux====En effet les bois, sont des composées généralement acides (ph 3 à 6), ce qui a une influence sur les colles, résines polymères, et la conception corrosion des objetsmétaux (notamment pour les pH < 4.4)
===Contreplaqué=== *Les classes 1,2 et 3: sont compatibles avec tous les métaux.*Les classes 3 et 4: sont incompatibles avec le Zinc et les aluminiums. Quelques précautions sont à prendre pour les aciers galvanisés et les inox.
L'idée étant d'assemblée des plaques fines (Les chênes et les plis) de massif, châtaigniers sont particulièrement incompatibles avec de la colle pour gagner en épaisseur, aussi on garde tout sauf les propriétés mécaniques du bois sur la longueur et la large, mais sur l'épaisseur on est partagé entre celles du bois et celle de la colleaciers standards.
====Sources=Humidité===[https://fr.wikipediaOn observe une relation directe entre la température sèche extérieure, le taux d'humidité extérieur et le taux d'humidité du bois.org/wiki/Contreplaqu%C3%A9 Page Wiki]
Voir l'abaque [http://wwwphilippe.wisaplywoodberger2.comfree.fr/global_resourcesBois/DocumentsOrga/downloadsmateriau_bois/brochuresEau%20et%20bois/general-brochureseau%20et%20bois_fichiers/handbook_frimage006.pdf Un document sur les caractéristiques du contreplaqué finlandaisjpg Ici]
[https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thanal Page Wiki d'un composant de la résine (ou colle)]====Séchage====
===Agglomérés===Le séchage prend généralement plusieurs jours, pour une diminution de 40% du taux d'humidité un bois rapide à l'adaptation à l'humidité peut sécher en 3 jours et un lent peu durer une 20aine de jours.
Ici on va prendre des très gros copeaux de bois (1 à 10cm de long) que l'on va presser ensemble et enduire de colle. Cette forme est peu coûteuse, résistante au feu (généralement M1 à partir de 12mm d'épaisseur). <br/>Le problème c'est qu'elle s'effrite facilement, notamment du fait que les propriétés mécaniques sont plus proche de la colle que du bois. (en comparaison on est proche d'une forme composite fibre aléatoire avec matrice, que d'une forme en fibre longue comme le CP ou le massif) ====Rétractabilité====
Parmi Le bois a la résine propriété de se rétracter tangentiellement ou radialement aux fibres. Ces variation sont de l'OSB contient généralement entre ordre de 0.008 et 10 à 0.030 40% de formaldéhyde dans tout la taille pour chaque pourcentage d'humidité que le panneau, bois gagne.
====Sources====Ainsi si on suit l'abaque pour un changement de 30% de taux d'humidité du bois (variation de l'humidité ambiante de 0 à 100%), on peut avoir un bois qui se rétracte ou se gonfle de 3 à 12% de sa taille initiale.
[http://fr.wikipedia.org/wiki/OSB_À savoir que le gonflement se produit lors d'une augmentation du taux d'humidité (boisabsorption d'eau) Page Wiki de let la rétractation lors d'une diminution du taux d'OSB]humidité.
===Propriétés mécaniques===Le bois ayant un comportement complexe.*En traction: il est "[httphttps://wwwfr.osb-infowikipedia.org/Informationwiki/Fragilit%C3%A9 fragile]"*En compression: il est "[https://fr.wikipedia.html Site technique sur l'OSBorg/wiki/Ductilit%C3%A9 ductile]"
[http://wwwCes propriétés mécaniques peuvent varier en fonction du taux d'humidité, mais en dépassant les 30% les propriétés restent stables.cndb.org/live/produits_et_materiaux/panneaux_derives_bois/panneaux_lamelles_minces_longues.pdf Les caractéristiques suivant les normes pour l'OSB]
===Medium/MDF=Caractéristiques====Ce sont des valeurs physiques qui caractérisent le matériau, elles sont calculées via des essais, elles servent à comparer facilement les différents matériaux.
Comme pour l’aggloméré on va prendre des copeaux de bois, ici extrêmement petit (du dixième de mm au micron donc le la poussière de bois) que lOn retrouvera plein d'on va aussi presser et enduire de colle, ici on a une majorité de colleinfos sur [http://www.<brcndb.org/>Sur ?p=fiches_essences le plan mécanique c'est une forme plutôt homogène et isotrope, donc les propriétés mécaniques sont les mêmes partout et dans toute les directions, ce sont principalement les propriétés de la colle.<br/>site du CNDB]
Il a un inconvénient majeur, c'est ça composition de poussière de bois, qui sont cancérogène !! Aussi l'utilisation d'outil de coupe type fraiseuse, scie... est interdit. L'utilisation à la découpe laser avec l'aspiration des poussières à l’extérieur semble correcte.====Irrégularités====
==Caractéristiques des essences==Ce sont des valeurs physiques L'impact vient du fait que les fibres ne soient plus continues dans la longueur, ce qui caractérise le matériaux elles sont calculées via des essais, elles servent à comparer facilement les différents matériauxprovoque une perte de propriété mécanique ou une fragilité locale qui est imputable pour toute la structure.
On retrouvera plein Les bois possèdent 3 types d'info irrégularités.*Nœuds : Les nœuds sont le résultat de la formation d'une branche dans l’arbre, la fibre perd localement les propriétés mécaniques sur [httpla longueur.*Fentes : Dû à une chute du bois ou au retrait du bois durant le séchage, étant plus ou moins profondes.*Irrégularités de fils ://wwwLiées à la croissance du bois, qui provoque des mini-irrégularités dans les fibres du bois.cndb*Altérations : Dûes aux insectes, aux champignons, à des agents chimiques, comme les autres irrégularités.org/?p=fiches_essences le site du CNDB]
====Définitions=========Caractéristiques qualitativequalitatives=====Ici on définira les caractéristiques qui s'exprime expriment avec des mots, la comparaison est donc très relative.*Dureté: Plusieurs catégorie existe catégories existent pour les bois de tendre à très dur, c'est la capacité pour le bois à résister à la pénétration (force) par un objet. On notera que les bois durs sont plus facilement usinables à la fraiseuse que les bois tendres.
*Durabilité: Capacité de durer dans le temps du bois, cela dépend beaucoup des champignons, maladies ...
*Stabilité dimensionnelle: Capacité pour le bois de conserver ses dimensions/géométries en fonction des différences d'humidité, température, pression...
*Aptitude au séchage: Capacité pour le bois de sécher rapidement. Donc de faire baisser son taux d'humidité.
*Aptitude au façonnage: Capacité pour le bois à être travailler travaillé par l'homme (usinage ...)*Adaptation à l'humidité ambiante: Capacité à absorbé absorber l'humidité extérieur extérieure plus ou moins rapidement.
=====Caractéristique PhysiquesCaractéristiques physiques=====Ici on définira les caractéristiques qui s'exprime expriment par des valeurs chiffrées avec des unités.
*Densité: Définit la masse volumique, donc le poids par unité de volume, pour le bois on la mesure avec un taux d'humidité à 12% (bois plutôt sec). L'eau est à 1g/cm^3, les bois sont généralement entre 0.45 et 0.85 g/cm^3.
*Retrait: En lien avec la Stabilité dimensionnelle, il définit le rétrécissement du bois (en %) en fonction de son taux d'humidité.
*Module d'élasticité en flexion: On l'obtient par un [http://www.facsa.ulg.ac.be/upload/docs/application/pdf/2015-05/essai_flexion_2015-05-05_15-47-37_664.pdf essai de flexion] Il caractérise la capacité pour un matériaux à ce se tordre (en flexion) en fonction de l’effort qu'on lui applique. Dans l'idée c'est comme un ressort, plus de le module d'élasticité est grand plus il agit comme un ressort épais, et inversement. Il caractérise le [https://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_d%27%C3%A9lasticit%C3%A9 domaine élastique], si le matériau est souple ou rigide
*Contrainte de rupture: On l'obtient aussi par des essais de rupture, il définit la pression (ou contrainte en terme technique) nécessaire pour la rupture du matériau, ces caractéristiques sont propres au matériau, et au type de [https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sistance_des_mat%C3%A9riaux#Sollicitations sollicitation (traction, flexion, torsion ...)]. On l'exprime en N/mm², ou encore en MPa (méga pascals), 1 N/mm² = 1 MPa = 10 bars.
:On le distingue de l'effort (force en N) nécessaire pour rompre un objet, celui ci dépend fondamentalement de ça sa géométrie, et c'est là tout l’enjeu de l’ingénieure l’ingénieur mécanique de prévoir ces efforts via les surfaces sur lequel les contraintes s'appliquent.*Résistance au choc: autrement appeler appelée résilience, cela caractérise la capacité au matériau à absorber l'énergie d'un choc, on l'exprime pour les bois en Nm/cm², ce qui peu peut être compris comme une énergie absorbé absorbée par unité de surface.*Duretés: Cela se comprend comme capacité au matériau à résister à une pénétration/toucher. C'est une pression que le matériau exerce sur l'objet pénétrant, on l'exprime en N/mm². On retrouve deux essais très différent pour le bois, qui sont les essais dans le sens de la fibre (parallèle), ou perpendiculaire aux fibres.
=====Comparatifs des bois utilisés au fablab=====
 
Ces valeurs ont pour but de comparer les différentes essences, elles ne sont pas valables pour le calcul de structures, cela vient simplement que les propriétés peuvent varier du simple au double en fonction des très nombreux paramètres physiques dont dépendent le bois. Ici on trouve des valeurs plutôt moyennes.
 
{| class="wikitable sortable" style="text-align:center; width:100%;"
|-
! Essence !! Dureté !! data-sort-type="number"|Densité moyenne à 12%(g/cm^3) !! data-sort-type="number"|Module d'élasticité en flexion (MPa) !! data-sort-type="number"|Contrainte de rupture à la traction suivant la longueur (MPa) !! data-sort-type="number"|Contrainte de rupture à la compression (MPa) !! data-sort-type="number"|Contrainte de rupture à la flexion (MPa) !! data-sort-type="number"|Résistance au choc (MPa) !! data-sort-type="number"|Adaptation à l'humidité !! FaçonnageClasse d'emploi sans traitement!! Origine|-|Bouleau||Mi-dur||0.66||14800||135||51||132||8.7||Moyenne||1,2||France|-|Châtaignier||Mi-dur||0.59||8500||128||46||71||5.7||Lente||1,2,3,4||France|-|Chêne||Mi-dur||0.71||12500||100||58||97||6.2||Lente||1,2,3,4||France|-|Épicéa||Tendre||0.46||11000||85||45||71||4.5||Rapide||1,2||France|-|Érable||Mi-dur||0.64||10500||115||54||110||6.4||Lente||1,2||Europe
|-
|PeuplierFrêne||TendreMi-dur||0.447||880012900||72145||3351||65113||47.37||Lente||Rapide1,2,~3||FacileEurope
|-
|OukouméHêtre||TendreMi-dur||0.4471||780014300||61117||3658||87107||210||Moyenne||Rapide1,2,3||FacileFrance
|-
|Pin MarineMélèze||Tendre||0.546||880012500||86101||3953||8093||36.72||Rapide||Facile1,2,3||Europe
|-
|BouleauOukoumé||Mi-durTendre||0.6644||148007800||13561||5136||13287||8.72||Rapide||Moyenne1,2||FacileGabon
|-
|ChênePeuplier||Mi-durTendre||0.7144||125008800||10072||5833||9765||64.23||Rapide||Lente1,2||FacileEurope
|-
|ÉrablePin Marine||Mi-durTendre||0.6454||105008800||11586||5439||11080||63.47||Rapide||Lente1,2,3||FacileFrance
|-
|BambouSapin||AutresTendre||0.6546||1400012300||24087||8046||10068||6.45||Rapide||Lente1.2||ComplexeFrance
|-
|OSBBambou**||AutresMi-dur||0.55-065 ou 1.652||14000||3500-5000240||9-1280||15-18100||18-306.4||1Lente||Lent1,2,3,4||FacilePartout
|-
|MDFOSB*||Autres||0.7555-0.65||25003500-30005600||109-2012||515-1018||3518-4530||0.51||Rapide||Facile1.2||France/Suisse
|-
|Particules||Autres||0.55-0.65||2000-2500||7-10||10-12||11-15||0.7||Rapide||1,~2||France/Suisse|-|MDF||Autres||0.75||2500-3000||10-20||5-10||35-45||0.5||Rapide||1||France/Suisse|-|HDF||Autres||0.85||3000-3500||25-45||25-35||35-60||0.8||Rapide||Facile1||France/Suisse
|}
.*OSB*: Les info sont pour un sens longitudinal, de plus elles dépendes dépendent beaucoup de sa qualité (normes), le dernier fournisseur français étant Kronofrance. .**Bambou: Le bambou n'étant pas un bois, mais une herbe, néanmoins vu ses caractéristiques mécaniques il est comparable aux autres. Il est majoritairement produit en Asie, mais on peut en trouver en France, notamment via la [http://www.bambouseraie.com/ Bambouseraie d'Anduze] <br/>Sa densité est de 0.65g/cm³ pour les bambous entiers en rondin, et de 1.2g/cm³ pour des lames de bambou. Les bois présents en France le sont aussi en Europe. ==Les formes=====Massif===Les massifs sont la forme la plus proche de l'arbre, puisque c'est directement un morceau de ce dernier, on fera néanmoins attention, que tout les massifs ont des fibres, ainsi l'orientation qui en découle peut jouer un rôle dans la conception des objets. ===Contreplaqué===  L'idée étant d'assembler des plaques fines (les plis) de massif, avec de la colle pour gagner en épaisseur, aussi on garde les propriétés mécaniques du bois sur la longueur et la largeur, mais sur l'épaisseur on est partagés entre celle du bois et celle de la colle.  ====Sources====[https://fr.wikipedia.org/wiki/Contreplaqu%C3%A9 Page Wiki] [http://www.wisaplywood.com/global_resources/Documents/downloads/brochures/general-brochures/handbook_fr.pdf Un document sur les caractéristiques du contreplaqué finlandais] [https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9thanal Page Wiki d'un composant de la résine (ou colle)] ===Agglomérés=== Ici on va prendre des très gros copeaux de bois (1 à 10cm de long) que l'on va presser ensemble et enduire de colle. Cette forme est peu coûteuse, résistante au feu (généralement M1 à partir de 12mm d'épaisseur). <br/>Le problème c'est qu'elle s'effrite facilement, notamment du fait que les propriétés mécaniques sont plus proches de la colle que du bois. (en comparaison on est proches d'une forme composite fibre aléatoire avec matrice, que d'une forme en fibre longue comme le CP ou le massif)  Parmi la résine l'OSB contient généralement entre 0.008 et 0.030 % de formaldéhyde dans tout le panneau. Ou existe sans formaldéhyde. Les prix vont de 4 à 12€/m² pour des épaisseurs de 12 à 22mm. Et de 20 à 40€/m² pour du ignifugé.  ====Sources==== [http://fr.wikipedia.org/wiki/OSB_(bois) Page Wiki de l'OSB]. [http://www.osb-info.org/Information.html Site technique sur l'OSB] [http://www.cndb.org/live/produits_et_materiaux/panneaux_derives_bois/panneaux_lamelles_minces_longues.pdf Les caractéristiques suivant les normes pour l'OSB] ===Medium/MDF=== Comme pour l’aggloméré on va prendre des copeaux de bois, ici extrêmement petit (du dixième de mm au micron donc de la poussière de bois) que l'on va aussi presser et enduire de colle, ici on a une majorité de colle.<br/>Sur le plan mécanique c'est une forme plutôt homogène et isotrope, donc les propriétés mécaniques sont les mêmes partout et dans toutes les directions, ce sont principalement les propriétés de la colle.<br/> Il a un inconvénient majeur, c'est ça composition de poussière de bois, qui sont cancérigènes !! Aussi l'utilisation d'outil de coupe type fraiseuse, scie... est interdit. L'utilisation à la découpe laser avec l'aspiration des poussières à l’extérieur semble correcte. Les prix vont de 3 à 30€/m² pour des épaisseurs de 3 à 50mm. ===Particules=== Ici on a exactement du medium mais avec des copeaux plutôt gros, de l'ordre du mm, c'est un compromis entre l'OBS et le medium.Sur le plan mécanique, c'est plutôt homogène, presque isotrope, néanmoins les propriétés sont particulièrement faibles, puisque que globalement c'est moins résistant que le médium et l'OSB.Il a l'avantage premier de n'être pas cher comme pour l'OSB mais sa version ignifugée est la moins chère du marché. Les ordres de prix sont de 5 à 10€/m² pour des épaisseurs de 10 à 30mm, et 10 à 15€/m² pour la version ignifugée. Sur le plan sécurité on est dans le même cas que l'OSB. ==Assemblage==Source TI mise en oeuvre p10-15
==Hygiène et sécurité==
Pendant les usinages les opérateurs doivent être protégés des inhalation inhalations de poussières de bois. Les poussières de tout les bois sont cancérogènes, les cancers ont une chance de se déclarer 20 ans après l'exposition. [http://www.inrs.fr/risques/poussieres-bois/ce-qu-il-faut-retenir.html Fiche INRS sur les poussières de bois]
Point de vue toxicologie [http://www.reptox.csst.qc.ca/Produit.asp?no_produit=1149 site canadien].
====Résistance au feu====
Tout les bois sont des combustibles, cependant la combustion est différente, pour caractériser cela on utilise des [https://fr.wikipedia.org/wiki/Classement_de_r%C3%A9action_et_de_r%C3%A9sistance_au_feu indices de M1 à M5] qui définisse définissent le temps que le matériau met pour se consumer, les indices varie varient en fonction, du type de bois, de ça sa forme, de l'épaisseur dans le cas d'une plaque et du volume dans le cas d'un objet plus complexe.
M1 étant les matériaux qui se consume consument le plus lentement, il sont dit ininflammableininflammables, et M5 le plus rapidement, dit facilement inflammable.
===Sources===[http://www.cndb.org/pdf/CNDB/TELECHARGEMENTS/Guide_utilisation_bois.pdf Guide simple du CNDB]<br/>
Un [http://www.lignum.ch/uploads/media/Propri%C3%A9t%C3%A9s_m%C3%A9caniques_du_bois_01.pdf tableur des différentes propriétés mécaniques] du bois en fonctions des essences.<br/>
Voici [https://tel.archives-ouvertes.fr/pastel-00720245/document une thèse sur la mécanique du bois] pour ceux qui veulent.<br/>
[http://www.dispano.fr/infos-agence/nantes-dispano-1535 Dispano fournisseur de plaques à Nantes]
 
 
==Projets utilisant du {{PAGENAME}}==
 
{{#ask:[[Category:Projets]][[ingrédient::~{{PAGENAME}}]]
|?ingrédient
|format=broadtable
| sort=Date de modification
|limit=10
|headers=show
|link=all
|class=sortable wikitable smwtable
|offset=
}}
[[Catégorie:Materiaux]]

Menu de navigation