Cryptoméria du Japon de l île de la Réunion : comportement au séchage et rétractabilité

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Edgar David
il y a 8 ans
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1 Cryptoméria du Japon de l île de la Réunion : comportement au séchage et rétractabilité Le développement de la ressource de Cryptomeria japonica (ou cryptoméria du Japon) sur l île de la Réunion a incité les acteurs locaux à reconsidérer son utilisation dans la construction. Pour mieux la valoriser, ils ont confié à FCBA une étude sur la caractérisation physico-mécanique, la durabilité et la mise en œuvre des sciages de cette essence. Cet article présente son comportement au séchage et sa rétractabilité. Pour contacter l auteur : Gabriel Robert gabriel.robert@fcba.fr FCBA Pôle PTA 10 avenue de Saint-Mandé Paris Tél. : Copyright FCBA INFO, Juin

Pour mieux la valoriser, ils ont confié à FCBA une étude sur la caractérisation physico-mécanique, la durabilité et la mise en œuvre des sciages de cette essence.

2 Le développement de la ressource de Cryptomeria japonica (ou cryptoméria du Japon) sur l île de la Réunion a incité les acteurs locaux à reconsidérer son utilisation dans la construction. La Chambre des Métiers et de l Artisanat, la scierie Sciages de Bourbon, l Office National des Forêts et le groupe de revendeurs de matériaux Ravate ont commandé à FCBA une étude sur la caractérisation physico-mécanique, la durabilité et la mise en œuvre des sciages de cette essence. Un des objectifs de cette étude a été de caractériser son comportement au séchage et sa rétractabilité de cette essence pour mieux la valoriser dans des usages structurels. Pour cela, des essais ont débuté en 2010 dans le laboratoire de séchage de FCBA à partir de bois provenant de l île de La Réunion. Plantation de cryptomérias du Japon Copyright FCBA INFO, Juin

caractérisation physico-mécanique, la durabilité et la mise en œuvre des sciages de cette essence.

3 Comportement au séchage L objectif est d établir, au travers de 4 essais, une table de séchage adaptée à cette essence résineuse, permettant de limiter au maximum les déformations et autres défauts potentiels (collapse, fentes), en assurant des durées de cycle compatibles avec une valorisation économique. Pile d avivés de cryptoméria du Japon dans le séchoir de laboratoire de FCBA Les caractéristiques des stations forestières influant sur les propriétés du bois, un échantillon représentatif des bois que l on peut rencontrer sur l Ile de la Réunion a été constitué à partir de sciages provenant de différentes plantations. Après un marquage des échantillons, une pesée de chacun d entre eux et un repérage des défauts initiaux, les sciages, d une section de 40 X 100 mm et d une longueur de 2,25 m, ont été séchés dans un séchoir traditionnel (air chaud climatisé), type de séchoir le plus présent à La Réunion. Pour chaque essai, les conditions de l air dans le séchoir et l humidité des bois ont été relevées et enregistrées. Pour cela, un psychromètre est installé dans le séchoir et une vingtaine de sondes d humidité du bois sont réparties sur la cinquantaine d échantillons. A la Copyright FCBA INFO, Juin

Pile d avivés de cryptoméria du Japon dans le séchoir de laboratoire de FCBA Les caractéristiques des stations forestières influant sur les propriétés du bois, un échantillon représentatif des bois

4 sortie du séchage, les sciages ont été à nouveau pesés et leurs défauts relevés. Ils ont ensuite été découpés pour qualifier la dispersion de l humidité dans l épaisseur des bois et révéler d éventuelles fentes internes engendrées par des conditions de séchage inadaptées. Ces essais ont montré la capacité du cryptoméria du Japon à être séché à des températures de 70 à 75 C sans faire apparaître de défauts discriminants, pour une durée moyenne de 11 jours avec une humidité initiale moyenne de 90% et une humidité finale moyenne de 12%. Une bonne homogénéité de l humidité dans la planche et entre les planches est possible avec une phase de stabilisation en fin de cycle. Le séchage du cryptoméria du Japon est assez similaire à celui du douglas ou du pin sylvestre. Le niveau de température est équivalent, de même que le comportement en termes de déformation. En revanche, la durée moyenne d un cycle est un peu plus longue que pour ces deux essences. Planche de cryptoméria du Japon présentant du collapse Par ailleurs, un essai à une température de séchage de 90 C a révélé une forte tendance au collapse du cryptoméria du Japon dans des conditions trop contraignantes pour ce bois. Le collapse est caractérisé par des effondrements cellulaires localisés. Il est facilement reconnaissable par une Copyright FCBA INFO, Juin

Ces essais ont montré la capacité du cryptoméria du Japon à être séché à des températures de 70 à 75 C sans faire apparaître de défauts discriminants, pour une durée moyenne de 11 jours avec une

5 ondulation des faces des échantillons. S il est important, il peut entraîner des fentes à l intérieur des pièces de bois. Dans le cas du cryptoméria du Japon, il sera difficile de réduire les temps de cycle en augmentant la température de séchage, sans risquer une détérioration de la qualité des sciages. Rétractabilité et point de saturation des fibres La rétractabilité et le point de saturation des fibres sont des paramètres importants dans le calcul du dimensionnement d une construction en bois. Ils interviennent en effet dans le calcul des sections qui doivent être mises en œuvre. La détermination de la rétractabilité du cryptoméria du Japon a été réalisée en conditionnant des éprouvettes de 40 X 40 mm sur 1 cm d épaisseur dans des conditions d équilibre hygroscopique données. Vingt éprouvettes provenant de 5 arbres différents sont conditionnées successivement dans un bain d eau, puis dans 3 pièces climatiques (PC1, PC2 et PC3) de température et d humidité suivantes : PC1 : T = 23 C, H% = 85%, PC2 : T = 20 C ; H% = 65%, PC3 : T = 23 C ; H% = 30%. Pour finir, les éprouvettes sont déshydratées jusqu'à l état anhydre dans une étuve à 103 C. Dans chaque cas, les éprouvettes sont pesées et mesurées pour déterminer l humidité et le retrait associé. Les résultats donnent respectivement un retrait total tangentiel et radial de 6,9% et 2,6%, avec un point de saturation des fibres à 28,4% d humidité (33% pour l épicéa et 29% pour le sapin, Source : Cirad). Le retrait longitudinal est considéré comme non significatif par rapport au retrait dans les deux autres directions. Copyright FCBA INFO, Juin

Rétractabilité et point de saturation des fibres La rétractabilité et le point de saturation des fibres sont des paramètres importants dans le calcul du dimensionnement d une construction en bois.

6 Le graphique suivant illustre les retraits radial et tangentiel en fonction de l humidité des échantillons ainsi que le point de saturation des fibres. 8% Point de saturation des fibres 7% Retrait 6% 5% 4% 3% 2% 1% Tangentiel Radial Point de saturation des fibres 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% Humidité du bois Retrait et point de saturation de fibres du cryptoméria du Japon En comparaison avec des essences résineuses tempérées, le cryptoméria du Japon présente un point de saturation des fibres et un retrait tangentiel dans la moyenne. En revanche, le retrait radial est plus faible que pour les autres essences. Essences de bois Point de saturation des fibres (en %) Retrait tangentiel total (en %) Retrait radial total (en %) Douglas 27 6,9 4,7 Cryptoméria du Japon 28,4 6,9 2,6 Sapin 29 8,7 4 Pin sylvestre 30 8,3 5,2 Épicéa 33 8,2 3,9 Comparatif du point de saturation des fibres et de la rétractabilité du cryptoméria du Japon avec des essences résineuses tempérées Copyright FCBA INFO, Juin

cryptoméria du Japon En comparaison avec des essences résineuses tempérées, le cryptoméria du Japon présente un point de saturation des fibres et un retrait tangentiel dans la moyenne.

7 Influence de la région et du positionnement du billon dans la grume sur la masse volumique des sciages La masse volumique à 12% du cryptoméria du Japon est de 415 kg/m³. Le tableau suivant présente en comparaison les masses volumiques à 12 % de 4 essences résineuses tempérées. Essences Masse volumique à 12% (en kg/m³) Pin maritime 550 Douglas 540 Sapin 490 Épicéa 450 Cryptoméria du Japon 415 Une analyse des mesures physiques réalisées sur les sciages a permis de constater l influence de la région (8 sites géographiques) ou du positionnement du billon dans la grume (3 hauteurs) sur la masse volumique à 12% du cryptoméria du Japon. Les 8 régions sont Bélouve, Bois de Nèfle, Cilaos, Grande Ferme, Le Brulé, Makes, Plaine des palmistes et Tévelave. Les niveaux 1 et 2 correspondent respectivement à un billon pris à une hauteur de 5 m et 10 m. Le niveau 3 correspond à un billon prélevé à 15 ou 20 m de hauteur. L effet région est significatif avec 4 groupes distincts: Le Brulé (492 kg/m³) est supérieure à toutes les autres régions. Bois de Nèfles (433 kg/m³) est supérieure à Cilaos (408 kg/m³) et Plaine des palmistes (396 kg/m³) qui sont équivalentes. Makes (350 kg/m³) et Bélouve (340 kg/m³) sont équivalentes et les plus faibles. Copyright FCBA INFO, Juin

Essences Masse volumique à 12% (en kg/m³) Pin maritime 550 Douglas 540 Sapin 490 Épicéa 450 Cryptoméria du Japon 415 Une analyse des mesures physiques réalisées sur les sciages a permis de constater

8 L effet positionnement du billon dans la grume est aussi significatif. Le niveau 3 (458 kg/m³) est supérieur au niveau 2 (432 kg/m³), lui-même supérieur au niveau 1 (396 kg/m³). Masse volumique à 12% kg/m³ niveau1 niveau 2 niveau Bélouve Bois de Nèfles Cilaos Grande Ferme Le Brulé Makes Plaine des palmistes Tévelave Region Ces différences de masse volumique à 12% sont le reflet d une différence de vitesse de croissance entre les différentes régions (fertilité des sols, exposition, sylviculture). Pour le séchage, il peut être intéressant de travailler avec des régions équivalentes pour limiter l hétérogénéité dans les séchoirs, et ainsi obtenir une meilleure qualité de séchage sur l ensemble des sciages. Copyright FCBA INFO, Juin