01 Déc 2022

Robustesse des collages de bois feuillus

Projet WHFF 2019.02 

Direction du projet : Martin Arnold, Walter Risi 

 

L’essentiel en bref 

  • Le projet a étudié l’intégration de critères de robustesse pour l’évaluation de la qualité lors du collage du bois. 
  • Les objectifs suivants ont été poursuivis par le projet : Définition de la robustesse dans le contexte du collage du bois ; élaboration d’un concept pour quantifier la robustesse en ce qui concerne le processus de collage et le comportement à long terme ; identification et quantification des facteurs d’influence pertinents ; démonstration du concept concernant la qualité du collage à l’aide d’études pilotes. 
  • Dans le contexte du collage du bois, la robustesse a été définie comme une qualité de collage stable résultant d’une sensibilité aussi faible que possible des colles et des produits collés à des conditions de production et d’utilisation différentes ou changeantes.  
  • Selon le type de colle ou le produit spécifique, d’autres facteurs d’influence peuvent être déterminants pour la robustesse. Pour le collage de bois de feuillus, l’essence de bois, la position des cernes de croissance des pièces à assembler, l’humidité du bois ainsi que la pression de pressage sont particulièrement importants. 
  • L’intégration de la « robustesse » comme critère de qualité lors du développement et du choix des colles pourrait contribuer à une meilleure compréhension du collage des bois feuillus et à une qualité de collage fiable et constante. 

 

Description du projet 

Le collage est une technologie clé dans la construction en bois moderne. Pour une utilisation pratique réussie, ce ne sont pas seulement les performances (mécaniques) des assemblages collés qui sont déterminantes, mais également leur fiabilité, leur durabilité et leur rentabilité. Or, il manque jusqu’à présent des études approfondies et des expériences à long terme sur la fiabilité et la durabilité, en particulier pour le collage des bois feuillus. La notion de robustesse qui y est liée est une base de planification et de décision importante dans l’ingénierie de la construction en bois [SIA 260, Sørensen 2010], qui doit également être introduite dans le collage du bois par le biais de ce projet. 

Par robustesse, on entend généralement l’insensibilité relative des matériaux ou des systèmes aux conditions changeantes de production et d’utilisation. Cependant, la robustesse a généralement une signification spécifique dans différents domaines spécialisés. Dans le contexte du collage du bois, ce terme n’a guère été utilisé jusqu’à présent. Les concepts de robustesse semblent ici particulièrement applicables dans les domaines de la qualité du collage et du comportement à long terme.  

En ce qui concerne la qualité du collage, on peut ainsi décrire l’insensibilité du processus de collage aux écarts par rapport aux conditions standard, dans le but de minimiser les erreurs de collage. En ce qui concerne le comportement à long terme, la sensibilité aux variations de charge et de climat est au premier plan, ce qui se traduit par une déformation par fluage ou par un délaminage des joints de collage.  

Le projet a étudié l’intégration de critères de robustesse pour l’évaluation de la qualité du collage du bois, comme alternative à un contrôle étroit du processus de collage ou à une limitation des conditions d’utilisation des produits collés. 

Le point de départ des travaux du projet était une définition spécifique de la robustesse dans le contexte du collage du bois, associée au développement d’un concept d’évaluation correspondant. Une quantification complète de la robustesse du processus de collage et du comportement à long terme demande cependant des données expérimentales très importantes, qui dépassent largement le cadre du présent projet. C’est pourquoi le projet visait à proposer et à tester un concept d’étude possible sur la base d’essais pilotes sélectionnés. Ce concept a également été appliqué en complément aux résultats déjà publiés d’autres projets de recherche. L’accent a été mis sur des exemples de processus de collage. Les questions relatives au comportement à long terme pourraient être étudiées par des approches analogues. 

 

Conclusions 

Les principaux résultats sont résumés ci-dessous.  

Dans le contexte du collage du bois, la robustesse a été définie comme une qualité de collage stable résultant d’une sensibilité aussi faible que possible des colles et des produits collés à des conditions de production et d’utilisation différentes ou changeantes.  

La qualité du collage lors de la production est en premier lieu le résultat de composants individuels et de paramètres de processus bien adaptés les uns aux autres. Pour le comportement à long terme, il faut en outre tenir compte des variations de charge et de climat ainsi que des phénomènes de vieillissement.  

Les tests et caractéristiques de qualité établis, définis dans les normes de colles et de produits pour la construction en bois porteuse, sont bien adaptés à la quantification. Selon la question posée, il est également possible d’inclure des paramètres supplémentaires.  

Les colles sont différentes en termes de robustesse. La qualité du collage dépend toujours des combinaisons concrètes de matériaux. Les propriétés fondamentales des différentes classes de colles se reflètent naturellement dans la robustesse. Mais les exemples cités dans le rapport montrent également de grandes différences de qualité de collage entre différents produits du même type de colle. Enfin, les adhésifs peuvent également présenter des différences de robustesse par rapport aux différents critères de qualité.  

Selon le type de colle ou le produit spécifique, d’autres facteurs d’influence peuvent être déterminants pour la robustesse. Dans le cas du collage de bois de feuillus, l’espèce de bois, la position des cernes de croissance des pièces à assembler, l’humidité du bois ainsi que la pression de pressage sont particulièrement importants.  

La question de savoir si les colles peuvent être à la fois robustes en termes de qualité de collage et de comportement à long terme n’a pas pu être étudiée en détail dans le cadre de ce projet. Il a toutefois été supposé que seule une qualité de collage irréprochable au départ conduit à un comportement fiable et conforme aux attentes à long terme.  

Les effets des facteurs d’influence dépendent toujours des combinaisons de matériaux spécifiques et les généralisations ne devraient donc être faites qu’avec prudence. Afin d’interpréter correctement les différences entre les valeurs caractéristiques de robustesse proposées, les effets étudiés devraient toujours être classés en fonction des données de mesure absolues. Cela permet d’éviter de surévaluer des effets faibles en valeur absolue, mais qui présentent des différences de robustesse.  

En conclusion, les auteurs ont proposé que l’approche de la robustesse soit utilisée comme complément ou alternative à un contrôle étroit du processus de collage. Cela permettrait de formuler de manière plus ciblée des restrictions sur les conditions de fabrication et d’utilisation des produits collés et de développer de nouvelles approches d’optimisation (par ex. en améliorant les paramètres critiques du collage). 

 

Le projet a été soutenu par l’Encouragement de la recherche sur les forêts et le bois en Suisse (WHFF-CH) de l’Office fédéral de l’environnement (OFEV). 

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