Renforcer la compétitivité des entreprises françaises des secteurs forêt, bois, pâte à papier, bois construction, ameublement face à la mondialisation et à la concurrence inter-matériaux Institut technologique FCBA : Forêt, Cellulose, Bois - construction, Ameublement
Durabilité et emploi des bois Thierry VARACHAUD Institut technologique FCBA : Forêt, Cellulose, Bois - construction, Ameublement
Un nouveau document FD P 20 651 Durabilité des ouvrages bois ouveau référentiel créé sur 2010 Origine: DTU(s) en révision Objectifs : Règles générales à personnaliser dans les différents DTU(s) Affiner les outils préexistants sur la maîtrise de la durabilité des ouvrages bois qui étaient basés sur des notions générales sujettes à interprétations divergentes Introduction de la segmentation de la classe d emploi 3 (3a, 3b) et sécurisation des prescriptions pour les bois en semi et pleines expositions aux intempéries
Classes d emploi Détermination de la classe d emploi : Ouvrages intérieurs ou protégés : pas de difficultés Ouvrages en semi ou pleines expositions : 3 paramètres influant : Conception Climat (pluviosité) Massivité de la pièce de bois
Classes d emploi Ambiance normalisées (F E 335) dans laquelle va être utilisé le bois. SITUATIO E SERVICE - Toujours à l abri des intempéries - Humidité du bois < 18% Toujours à l abri des intempéries TYPE D OUVRAGE Parquets, meubles Charpente, éléments CLASSE D EMPLOI 1 Bois toujours en intérieur sec (Lambris, porte intérieure,parquet )
Classes d emploi - Toujours à l abri des intempéries - Humidité du bois < 18% - Humidifications possibles par condensations superficielles - Bois soumis à des alternances rapides Menuiseries Charpente, éléments de toiture, bois d ossature 2 Bois en intérieur ou sous abri avec humidification très ponctuelle (Charpente, ossature, bardage ou menuiserie abrités sous auvent )
Classes d emploi - Bois soumis à des alternances rapides d humidification - Pas de stagnation d eau - Séchage complet avant réhumidification - Pas d humidification significative en bois de bout et aux assemblages Menuiseries (fenêtres, portes) et revêtements extérieurs 3.1 (3a) faible exposition Bois extérieur hors sol, humidification fréquente sur des périodes courtes (quelques jours), séchage complet et rapide avant réhumidification (Cas des bardages s ils sont en climat modéré * et en conditions peu exposées et relativement drainantes*, Cas des fenêtres et portes extérieures si elles sont en climat sec ou modéré *)
Classes d emploi - Bois soumis à des alternances rapides d humidification (H>20%) et de séchage - Stagnation d eau - Pénétration d eau modérée en bois de bout et dans les assemblages Bois soumis à des humidification fréquentes et Menuiseries (fenêtres, portes) et revêtements extérieurs Clôtures, poteaux, 3.2 (3b) forte exposition Bois extérieur hors sol, humidification très fréquente sur des périodes significatives (quelques semaines),séchage complet mais lent avant réhumidification. (Cas des bardages, menuiseries extérieures, éléments structurels en conditions relativement exposées et moyennement drainantes* Cas des fenêtres et portes extérieures si elles sont en climat humide *)
Classes d emploi - Bois soumis à des humidification fréquentes et permanentes, contact avec le sol, bois immergés(h>20%) et de séchage - Rétention et stagnation d eau - Humidité du bois > 20% pendant de longues périodes ou en permanence - Risques d attaques de termites importants Clôtures, poteaux, passerelles extérieures Jetées, pontons, 4 Hors sol ou en contact direct avec l eau ou le sol Bois en extérieur en contact récurrent avec le sol et/ou l eau, voire immergé en eau douce (Piquets ou poteaux plantés en terre, solivage de terrasse, revêtements de berges )
- Risques d attaques de termites importants Classes d emploi - Bois en contact avec l eau de mer - Collet et parties aériennes en situation de classe 4 Jetées, pontons, aménagements en bord de mer 5 Un bois immergé en eau douce, totalement ou partiellement, est en classe d emploi 4. La classe d emploi 5 est réservée aux bois immergés en eau de mer (présence de mollusques : les térébrants marins). Bois en immersion dans l eau de mer (Pieds de ponton ou de jetée en milieu marin)
Classes d emploi La classe d emploi dépend des paramètres suivants: Les conditions climatiques d humidification auxquelles l élément en bois est soumis ; La situation locale de type : - exposition directe par rapport au vent de pluie dominant ; - confinement (zone non ventilée, ne favorisant pas un séchage des bois). Les facteurs de conception ayant un impact sur la rétention d eau dans les éléments en bois, tels que : - la massivité favorisant la rétention d eau dans le bois ; - la salubrité de la conception dépendant de : - la présence de pièges à eau (assemblages exposés non drainants, fentes ) ; - l inclinaison de l élément permettant l écoulement de l eau ; - la protection des bois par un dispositif constructif.
Paramètres influents Paramètre 1 : Conception Objectif : Analyse, pièce de bois par pièce de bois, de l efficacité d évacuation de l eau. Parties courantes Points singuliers 3 iveaux de conception créés : Conceptions drainantes Conceptions moyennes Conceptions piégeantes Les DTU en cours de révisions doivent établir le lien entre les pratiques courantes et ces 3 types de conceptions.
Paramètres influents PIEGEAT La nature de le conception de l ouvrage impacte les conditions d écoulement et de désorption de l eau MOYE DRAIAT PIEGEAT MOYE DRAIAT PIEGEAT MOYE
Paramètres influents Paramètre 2: Les conditions climatiques d humidifications SEC : < 100 MODERE : 100 < 150 HUMIDE : 150 - Intensité des précipitations non prise en compte - ombre de jours de pluie par an paramètre très majoritairement impactant Remarque : La carte donne des indications mais ne pourra jamais donner des «frontières juridiques» précises. Cet outil donne des orientations. Le concepteur demeure responsable des choix effectués Exemple : «microclimats locaux» ombre moyen annuel de jours de précipitations 1mm (Moyennes 1971-2000, source Météo France)
Paramètres influents Paramètre 3: La massivité Massivité Bois massif, BMA BLC avec lamelles >35 mm BLC avec lamelles 35 BMR mm maxi Faible e 28 mm e 28 mm e 28 mm Moyenne 28 mm < e 75 mm 28 < e 150 28 < e 210 Forte e > 75 mm e > 150 mm e > 210 mm
Relation entre les paramètres influents Cas usuels: bois intégrés en façade de construction. Conditions climatiques Massivité Conception SEC MODERE HUMIDE Classe d Emploi Drainante 3a 3a 3a Faible Moyenne 3a 3a 3b Piégeante 3a 3b 3b Drainante 3a 3a 3b Moyenne Moyenne 3a 3a 3b Piégeante 3a 3b 4 Drainante 3a 3a 3b Forte Moyenne 3a 3b 3b Piégeante 3b 3b 4
Relation entre les paramètres influents Cas de pleine exposition Massivité Conception SEC Drainante 3a Faible Moyenne 3a Piégeante 3b Drainante 3a Moyenne Moyenne 3a Piégeante 3b Drainante 3a Forte Moyenne 3b Piégeante 4 Conditions climatiques MODERE HUMIDE Classe d Emploi 3a 3a 3b 3b 4 4 3a 3b 3b 3b 4 4 3b 3b 3b 4 4 4
Affectation de la classe d emploi D ALLEGEMET DE LA REGLE DE BASE AVEC PRISE E COMPTE DES DEBORS DE TOITURES Zone protégée H Zone protégée Classe d emploi 2 H = 2,5 D Zone non protégée Voir tableaux précédents Zone non protégée Bois en contact avec le sol ou partiellement immergé Classe d emploi 4 Bois immergés ou partiellement dans l eau salée ou saumâtre Classe d emploi 5
Durabilité naturelle Est une propriété intrinsèque d une essence de bois Est toujours relative: elle varie en fonction de la zone de bois (aubier / bois parfait duraminisé ou non) des agents de dégradation biologique susceptibles d attaquer l essence en question
Durabilité naturelle liber (écorce) (écorce) = transport sève élaborée cambium = naissance des cellules aubier = croissance des cellules / bois vivant / clair / élaboration et mise en réserve de substances / transport sève brute / peu dense / perméable moelle duramen = bois mort / foncé / soutien / dense / imperméable
Durabilité naturelle Définie en fonction du ravageur potentiel: Insectes à larves xylophages (vrillettes, capricornes, lyctus ) Termites Champignons lignivores (=champignons de pourriture)
Les insectes à larves xylophages Recherchent dans le bois: substances glucidiques des parois cellulaires substances de réserve substances protéiques, azote Dégradent: aubiers et bois parfaits non duraminisés bois jeunes (pas encore duraminisés) ou infestés par des champignons de pourriture
Hylotrupes bajulus Le capricorne des maisons adulte : 10 à 20 mm, noir, élytres ornés de deux bandes pubescentes blanches,, femelle > mâle. La femelle pond dans des fentes du bois
Le capricorne des maisons Ponte : 20 à 100 œufs, temps d incubation 2 semaines. Larve : 20-25 25 mm, blanche Développement larvaire : dans un bois sec (H<30%), 3 à 5 ans.
Le capricorne des maisons ymphose : 2 semaines dans une loge prés de la surface du bois. Adulte : sortie mi-juin à mi-août, vit de 2 à 3 semaines
Le capricorne des maisons Trous de sortie : ovales, 6 à 10 mm Galeries : section elliptique, parois striées par les mandibules.
Le capricorne des maisons Vermoulures : cylindres de sciure compressée d 1 mm Renflements allongées à la surface du bois. Bois attaqués : aubier des essences résineuses
Insectes à larves xylophages le capricorne des feuillus Hesperophanes cinereus la petite vrillette Anobium punctatum la grosse vrillette Xestobium rufovillosum le lyctus
A chaque insectes ses dégâts petite vrillette grosse vrillette capricorne des feuillus lyctus
A chaque insectes ses larves lyctus petite vrillette Ces larves ont des tailles très différentes
A chaque insecte ses vermoulures Capricorne des feuillus cylindres de sciure compressée de 1 mm Petite vrillette granuleuses en citron ou goutte d'eau Grosse vrillette lyctus granuleuse, forme lenticulaire env 1 mm de diamètre poudre très fine, aspect «fleur de farine».
Et bien d autres! le bostryche capucin les charançons xylophages les scolytes agents de piqûres noires Galeries creusées sous l écorce : galerie centrale = femelle, galeries latérales = larves Pas de vermoulures Attaquent les arbres sur pied et les grumes
Sirex Développement larvaire : 2 à 3 ans dans le bois humide au début, peut s'achever dans les bois d'œuvre. Larve : jusqu à 40 mm, blanche adulte : 10 à 50 mm, forme vespoïde sortent de juin à octobre, vivent quelques semaines
L abeille charpentière Adulte : 20 à 25 mm, corps noir-bleuté, recouvert de poils noirs Cycle biologique : quelques mois
Fourmis charpentière Camponotus herculeanus (fourmi charpentière), essentiellement dans les arbres vivants Lasius niger (fourmi brune) creuse le bois humide à l intérieur des maisons. Lasius fuliginosus s installe dans les arbres morts, les souches ou les lattes de plancher abîmées par l humidité. Crematogaster scutelaris
Les termites Recherchent dans le bois: cellulose bois tendre humidité, obscurité Dégradent: aubiers, bois parfaits duraminisés ou non en priorité les parties tendres (bois de printemps)
Les termites Les termites sont des insectes sociaux : ils vivent au sein de sociétés hiérarchisées et organisées en castes. ouvriers, larves, nymphes,soldats, reproducteurs primaires et secondaires i Chaque caste comporte un nombre équivalent de mâles et de femelles.
Les termites Les jeunes larves : Les ouvriers (larves âgées) : Les soldats :
Les termites Les nymphes : Les termites ailés : Les néoténiques :
Les termites
Les champignons lignivores Recherchent dans le bois: cellulose hémicellulose lignine Dégradent: aubiers, bois parfaits duraminisés ou non les bois anormalement humides
Les champignons lignivores Les champignons de discoloration : ne dégradent pas les composés de la membrane des cellules du bois --> sont appelés LIGICOLES vivent en utilisant les COTEUS cellulaires Les champignons de pourriture : dégradent les composés de la membrane des cellules du bois --> sont appelés LIGIVORES provoquent des pertes de matière --> pourriture
Le bleuissement Surtout sur les grumes et les bois fraîchement sciés Parfois sur charpentes, bardages
Les moisissures en surface du bois uniquement très contaminantes (spores nombreuses) de couleurs variées nombreuses espèces toutes les essences sont susceptibles d être attaquées à partir de 18 % d humidité en surface ; température optimale variable (18-25 C)
Les échauffures début de pourriture fibreuse (dégradation de la lignine) dégradation en profondeur discoloration souvent blanchâtre, ou rosâtre essences sensibles : aubiers de feuillus, de résineux surtout sur les grumes, bois fraîchement sciés, arbres sur pied
Les champignons de pourriture dégradent un (ou des) composé(s) de la membrane des cellules du bois engendrent des pertes de masse, des pertes de propriétés mécaniques différents type de pourriture, de nombreuses espèces de champignons optimum dès 35-40% d humidité dans le bois ; températures en général entre 18 et 25 C
Pourriture cubique (sèche, brune) bois décomposé en cubes, profonds, irréguliers bois plus foncé, souvent cassant
Pourriture fibreuse (blanche) - bois décomposé en fibrilles, en profondeur - bois plus clair, presque blanc, ramolli
Pourriture molle - surface du bois décomposée en petits cubes réguliers - bois très foncé, presque noir, souvent ramolli
Solutions à base de durabilité naturelle : longévité > 100 ans L2: 100 > longévité > 50 ans : 50 > longévité > 10 ans : longévité incertaine < 10 ans: à proscrire Essences de bois purgées d aubier (2) Durabilité fongique et classe d emploi Résistance aux insectes à larves xylophages Résistance aux termites (3) om standard Espèce botanique Code 1 2 3a 3b 4 Aulne d Oregon (Aulne rouge-red alder) Alnus rubra AL?? L2 on on Bouleau d Europe (*) Betula pendula BTXX L2 on on Châtaignier Castanea sativa CTST L2 (1) on Chêne blanc US (Oak white) Quercus spp QCXA L2 on Chêne (rouvre et/ou pédonculé) Quercus petraea Quercus robur QCXE L2 (1) on Chêne rouge d Amérique Quercus spp QCXR L2 on Erable sycomore(*) Acer pseudoplatanus ACPS L2 on on Frêne Fraxinus spp FXXX L2 on on Frêne commun (*) Fraxinus excelsior L FXEX L2 on on Hêtre(*) Fagus sylvatica FASY L2 on on Peuplier blanc(*) Populus alba L POAL L2 on on Robinier (faux Acacia) Robinia pseudoacacia L ROPS L2
Solutions à base de durabilité naturelle Cèdre C.deodara CDXX L2 on Douglas Pseudotsuga menziesii PSM L2 on Epicéa (*) Picea abies PCAB L2 on on Western Hemlock(*) Tsuga heterophylla TSHT L2 on on Mélèze d'europe Larix decidua LADC L2 on Pin maritime Pinus pinaster PP L2 on Pin noir d Autriche et Laricio Pinus nigra P PL L2 on Pin d Oregon (Douglas fir) Pseudotsuga menziesii PSM L2 non Pin sylvestre Pinus sylvestris PSY on Pitchpin Pinus caribaea PCR on Western Red Cedar Thuja plicata THPL L2 on Sapin blanc(*) Abies alba ABAL L2 on on Pinus eliottii Pinus eliotti (d=0,69) PEL on on Pinus taeda Pinus taeda (d=0,56) PTD L2 on on Pinus radiata Pinus radiata (Montery pine/usa)(d=0,4) PRD L2 on on Pinus strobus Pinus strobus (Pine yellow) (d=0,39) PST L2 on on Southern yellow pine Pinus spp. (palustris & elliottii) (0,66<d<0,69) PPL on on
Durabilité conférée Si un bois n est pas durable, on peut envisager de le traiter Mais pour cela, encore faut-il qu il accepte le produit de traitement : C est la notion d imprégnabilité Parmi les bois les plus courants : Les bois parfaits durables (chêne, châtaignier, mélèze, douglas, ) ne sont jamais imprégnables Sapin, épicéa : non imprégnables Aubier de tous les pins : bien imprégnables
Durabilité conférée Imprégnabilité du bois : La norme E 350-2 classe aussi l imprégnabilité du bois 1 = imprégnable 2 = moyennement imprégnable 3 = faiblement imprégnable 4 = non imprégnable Avant d envisager de traiter un bois, on regardera donc : la classe d emploi qui sera la sienne sa durabilité naturelle son imprégnabilité, si besoin de le traiter
n Durabilité conférée Essence Classification Bois parfait Aubier Bouleau IMPRÉGABLE IMPRÉGABLE IMPRÉGABLE Charme IMPRÉGABLE IMPRÉGABLE IMPRÉGABLE Châtaignier RÉFRACTAIRE O MOYE Chêne blanc européen IMPRÉGABLE O IMPRÉGABLE Douglas RÉFRACTAIRE O PEU Epicéa RÉFRACTAIRE PEU PEU Frêne RÉFRACTAIRE MOYE MOYE Hêtre IMPRÉGABLE IMPRÉGABLE IMPRÉGABLE Mélèze RÉFRACTAIRE O MOYE Peuplier IMPRÉGABLE PEU IMPRÉGABLE Pin maritime IMPRÉGABLE O IMPRÉGABLE Pin sylvestre IMPRÉGABLE PEU IMPRÉGABLE Robinier IMPRÉGABLE O IMPRÉGABLE Sapin RÉFRACTAIRE MOYE MOYE Western Red Cédar RÉFRACTAIRE PEU Peu
Solutions à base de durabilité conférée 1 2 3a 3b 4 Classe d emploi Essences de bois Avec aubier Durabilité fongique Résistance aux insectes à larves xylophages (2) Résistance aux termites (2) Essences traitées pour utilisation en classe 2 (3) Essences traitées pour utilisation en classe 3a (3) (1) Pin sylvestre traité classe 4 Pin sylvestre traité classe 3b Pin maritime traité classe 4 Pin maritime traité classe 3b Mélèze traité classe 3b Douglas traité classe 3b Pin noir d Autriche et Laricio traité classe 4 Chêne (rouvre- pédonculé) traité classe 4 Hêtre traité classe 4
n Solutions à base de durabilité conférée Classe de Traitement bois Exposition risque Imprégnables Réfractaires 1 Standard Trempage court Trempage court Badigeonnage ou Badigeonnage ou pulvérisation pulvérisation Trempage court Trempage court 2 Standard Badigeonnage ou Badigeonnage ou pulvérisation pulvérisation Autoclave Autoclave Trempage court Trempage court Badigeonnage ou Badigeonnage ou 3a Faible exposition et sollicitations pulvérisation (1) pulvérisation (1) Autoclave Autoclave 3b Forte exposition et sollicitations Autoclave Autoclave Humidifications fréquentes, durables ou Autoclave sur bois 4 Autoclave permanentes ronds incisés 5 standard Autoclave
Le traitement des bois badigeonnage pour le grand public pulvérisation classes 1 et 2 aspersion pour les industriels trempage classes 2, 3, 4 autoclave
Détermination d une solution Conception Définir la classe d emploi ( 7) et la longévité recherchée Essences de bois envisagées Essence naturellement durable pour la performance requise et pour la classe d emploi (8.1) Essence insuffisamment durable pour la performance requise et pour la classe d emploi (8.2) Performance pouvant être atteinte par un traitement Performance ne pouvant pas être atteinte par un traitement Un traitement n est pas utile Sélectionner et spécifier le produit et le traitement selon F E 599-1 et 351-1 Selon exigences F B 50-105-3 Vérifier certificat de traitement conforme à F B 50 105-3
Thierry VARACHAUD 06 81 53 22 77 COSTRUISOS ESEMBLE LE FUTUR!