23 Jan 2023

Poteaux en bois feuillus – Résistance à la compression et module d’élasticité parallèles au direction des fibres et influence de l’humidité du bois

 

WHFF Projekt: 2020.11 

Direction de projet: Prof. Dr. Andrea Frangi 

L’essentiel en bref 

  • Les propriétés pertinentes du bois lamellé-collé ( BSH) de hêtre (Fagus sylvatica L.), de chêne (Quercus robur L.), de frêne (Fraxinus excelsior L.) et de châtaignier (Castanea sativa Mill.) ainsi que du bois placage stratifié (FSH) de hêtre ont été étudiées pour une utilisation dans des poteaux.
  • L’influence de l’humidité du bois sur la résistance à la compression et le module d’élasticité en compression parallèle au sens des fibres a été quantifiée, des modèles ont été élaborés pour la prise en compte de ces paramètres et des valeurs de dimensionnement ont été déterminées pour la résistance à la compression (fc,0,d) et le module d’élasticité en compression parallèle au sens des fibres (Ec,0,mean et Ec,0,05) dans les classes d’humidité 1 et 2 pour l’ensemble des produits en bois feuillus étudiés.
  • Les résultats permettent de garantir une participation à la normalisation au niveau européen (notamment prEN 14080-2 & EN 1995-1-1).
  • Au niveau national, les résultats seront intégrés dans la norme SIA 265. 

 

Description du projet 

L’utilisation de bois feuillus dans la construction en bois de construction offre une réponse à deux principaux challenges des prochaines décennies. D’une part, le potentiel de performance généralement plus élevé des bois feuillus par rapport aux bois résineux permet d’élargir le champ d’application de la construction en bois de construction dans son ensemble. Cela permettra de remplacer les matériaux de construction minéraux et métalliques et de réduire ainsi les émissions de gaz à effet de serre dans le secteur de la construction. Les économies les plus importantes sont réalisées lorsque les ressources locales sont utilisées et que la transformation et l’utilisation finale ont lieu sans longues voies de transport. 

D’autre part, la forêt suisse subit actuellement une restructuration importante en raison du changement climatique. Il est fort probable que l’épicéa, l’actuel « arbre à pain » de l’industrie du bois, sera moins disponible à l’avenir. Il s’agit donc d’étudier les essences de bois qui profitent du changement climatique – ou du moins qui en souffrent moins – quant à leur aptitude à être utilisées dans la construction en bois et de poser ainsi les bases d’une utilisation future écologiquement et économiquement raisonnable de l’approvisionnement en bois de la Suisse. 

Dans ce projet, les propriétés pertinentes pour l’utilisation dans les poteaux ont été systématiquement étudiées pour le bois lamellé-collé ( BSH) de hêtre (Fagus sylvatica L.), de chêne (Quercus robur L.), de frêne (Fraxinus excelsior L.) et de châtaignier (Castanea sativa Mill.) ainsi que pour le bois stratifié de placage (FSH) de hêtre. Il s’agit de la résistance à la compression parallèlement au sens des fibres (fc,0), du module d’élasticité en compression parallèlement au sens des fibres (Ec,0) ainsi que de l’influence de l’humidité du bois (u) sur les propriétés mentionnées. Le produit de « référence » testé dans cette étude est le bois lamellé collé en épicéa (classe de résistance GL 28h). 

Au total, 300 tests de compression ont été effectués pour déterminer la résistance à la compression et le module d’élasticité en compression parallèlement aux fibres. La plage d’humidité du bois étudiée s’étendait de 6 à 18%. L’humidité du bois de toutes les pièces d’essai a été déterminée par la méthode Darrofen. La densité des pièces d’essai ainsi que le taux de gonflement et de retrait ont également été déterminés dans le cadre du projet. 

 

Conclusions 

Sur la base des résultats des études expérimentales, l’influence de l’humidité du bois sur la résistance à la compression et le module d’élasticité en compression parallèle au sens des fibres a été quantifiée, des modèles ont été élaborés pour en tenir compte et des valeurs de dimensionnement ont été déduites pour la résistance à la compression (fc,0,d) et le module d’élasticité en compression parallèle au sens des fibres (Ec,0,mean et Ec,0,05) dans les classes d’humidité 1 et 2 pour tous les produits en bois feuillus étudiés. 

Les analyses étendues et systématiques de cette étude permettent de participer à la normalisation au niveau européen et de défendre ainsi les intérêts suisses en s’appuyant sur des chiffres. Dans cette optique, il convient de mentionner en particulier l’élaboration d’une norme de produit pour le bois lamellé-collé en bois feuillu (prEN 14080-2), actuellement en cours au sein du CEN/TC 124, ainsi que la révision de l’Eurocode 5 (EN 1995-1-1). Au niveau national, les résultats devraient être intégrés dans le manuel de dimensionnement « Lignatec Laubholz », actuellement en cours d’élaboration, ainsi que, à long terme, dans la norme SIA 265. 

Ci-dessous, une vue d’ensemble des propositions d’adaptation issues du projet :  

  • Définition de classes d’utilisation ou de classes d’humidité – Adaptations dans les normes EN 1995-1-1 et SIA 265  
  • Vérification des facteurs ηw définis dans la norme SIA 265 pour tenir compte de l’influence de l’humidité du bois sur la résistance ultime et la rigidité.  
  • Conversion des résultats d’essai en humidité du bois de référence – adaptations dans la norme EN 384  
  • Détermination de l’humidité du bois – adaptations dans la norme EN 13183  
  • Climatisation et essais – Adaptations dans la norme EN 408 

 

Le projet a été soutenu par l’Encouragement de la recherche sur la forêt et le bois en Suisse WHFF-CH de l’Office fédéral de l’environnement OFEV et par la Conférence sur la forêt, la faune et le paysage KWL des cantons.

Cliquez ici pour lire le rapport sur le projet sur ARAMIS 

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