Bois : Hygroscopie

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Description - Mégalithe

Le bois est un matériau hygroscopique, c’est-à-dire qu’il est avide d’eau et réagit en fonction de l’humidité de l’air ambiant. Cette propriété est intéressante pour certains aspects constructifs. Par exemple, comme le bois n’est pas une barrière à la vapeur d’eau, des parois en bois permettent à l’habitation de respirer. Par contre, sous d’autres aspects, les propriétés hygroscopiques seront une contrainte que le concepteur devra intégrer. Nous détaillons dans cette partie l’influence des variations d’humidité au sein du bois sur ses propriétés dimensionnelles, mécaniques et physiques.
 






Détails - Mégalithe

Le bois contient de l’eau sous deux formes. En dessous du point de saturation H <30%, l’eau dite liée est uniquement localisée dans les parois des cellules (dans les fibres de bois). Pour H > 30%, les parois ne peuvent plus stocker d’eau et l’excédant d’eau, nommé eau libre, commence à remplir les pores du bois (voir Figure 12).

Le degré d’humidité du bois (ou teneur en eau), noté H, est défini comme le poids de l’eau dans la pièce de bois divisé par le poids du bois anhydre, soit :

H = (MH-M0) *100
          M0

où MH est la masse de l’éprouvette avant dessiccation et M0 la masse de l’éprouvette à l’état anhydre. L’état anhydre correspond à un bois complètement sec (H = 0%).
Le degré d’humidité H varie en fonction de l’ambiance à laquelle est exposée la pièce de bois. L’ambiance est contrôlée à la fois par la température (Tair) et l’humidité (hair) de l’air au voisinage de la pièce de bois. A chaque couple (Tair, hair) correspond une humidité interne H à l’état d’équilibre. L’abaque de la Figure 13, extrait de l’Annexe Nationale de l’EN 1995, permet de déterminer l’équilibre hygroscopique des bois mis en oeuvre en fonction de l’ambiance à laquelle ils sont exposés.

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On caractérise une pièce de bois en fonction de son degré d’humidité H :

  • à H = 0%, on parle de bois anhydre,
  • de H = 0% à H = 13%, on parle de bois desséché (obtenu par séchage artificiel
  • uniquement),
  • de H = 13% à H = 17%, on parle de bois sec à l’air,
  • de H = 17% à H = 23%, on parle de bois commercialement sec,
  • de H = 23% à H = 30%, on parle de bois mi-sec,
  • à H t 30%, le point de saturation est atteint, ce qui veut dire que l’eau
  • commence à remplir les pores du bois et n’est plus simplement contenu dans
  • ses fibres.
  • l’humidité du bois vert (avant abattage) peut atteindre H = 85% pour les
  • feuillus et jusqu’à 140% pour les résineux.

Pour H < 30%, plus l’humidité diminue, plus le retrait est important (les dimensions de la pièce de bois diminuent quand H diminue) et meilleures sont les propriétés mécaniques. Pour H > 30%, il n’y a plus de retrait et les propriétés mécaniques sont minimales mais elles ne sont plus influencées par une augmentation de l’humidité.

C’est donc uniquement l’eau liée dans les fibres qui influence le retrait et les propriétés mécaniques. Les propriétés mécaniques et physiques réglementaires sont définies pour
l’humidité normale correspondant à H = 12%. Pour des pièces de dimensions importantes, l’humidité diffère suivant la partie de la pièce considérée, entre la surface et le coeur notamment, mais aussi éventuellement entre les parties plus ou moins exposées aux variations d’humidité. Les éléments d’une structure en bois subissent de continuelles variations d’humidité si l’ambiance attenante évolue au fils des saisons.

Par exemple, pour un hangar agricole ouvert sur l’extérieur, le degré d’humidité peut varier de H = 6% en été (Tair = 25°C, hair = 30%) à H = 23% en hiver (Tair = 6°C, hair = 90%), d’après l’abaque de la Figure 13. 

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