Propriétés Structurales du Red Oak (Porteuses)

Introduction

Les qualités visuelles de l'american red oak ont longtemps excité l'imagination des architectes qui ont utilisé cette essence, avec ses couleurs et ses motifs de fils à la mode, pour un effet esthétique remarquable dans des projets de construction de grandes ou de petites dimensions. Traditionnellement en Europe, l'utilisation de l'american red oak s'est essentiellement limitée à des applications non porteuses. Mais un glissement de tendance vers des solutions bois, ajouté à un intérêt croissant pour les essences de feuillus des zones tempérées, alimente le désir des spécificateurs de combiner performance structurales et design esthétique.

L'American Hardwood Export Council a fait équipe avec Arup Research & Development et a chargé le Building Research Establishment (BRE) au Royaume Uni d'entreprendre des tests sur l'American red oak pour déterminer ses valeurs caractéristiques pour la conception de structures. Ces tests ont révélé des données surprenantes et ont établi que le red oak a le potentiel pour être plus largement utilisé dans des applications de structures porteuses.

D’autres études ont été réalisées par le Centre Technique du Bois et de L’Ameublement à Bordeaux, pour évaluer les contraintes admissibles et les modules d'élasticité conformément au DTU CB 71 – Règles de calcul et de conception des charpentes en bois.

Classement du bois de sciage pour utilisation en structure

Le Red oak exporté de l'Amérique vers l'Europe est classé selon les règles de la National Hardwood Lumber Association (NHLA) (Association Nationale des Bois Feuillus). Les deux choix principaux sont FAS et No.1 Common. Le choix FAS fournit des planches avec un minimum de 83 1/3 % de faces nettes (exemptes de noeuds), alors que le choix No. 1 Common donne des planches avec des faces ayant un minimum de 66% de bois net (exemptes de noeuds). Malheureusement, il s'agit de classes d'aspect et il n'existe aucune limite sur la dimension des nœuds quand il y en a, ou bien sur la pente du fil, qui sont les deux principaux paramètres de tout système de classement du bois de structure.

Pour utiliser en toute confiance le red oak dans des applications de structurales, il est nécessaire d'avoir des données qui s'appliquent à un matériau classé selon une norme de classement de structure conforme aux exigences de EN 518¹ (prochainement remplacée par EN 14801-1²).

La norme BS 5756³ est une norme conforme aux exigences de EN 518. Elle édicte des règles pour classer visuellement la résistance des feuillus en deux classes, TH1 et TH2. Le choix supérieur, TH1, correspond mieux à l'American red oak, maximisant la qualité des pièces individuelles sans produire de taux de rendement indûment bas. LES DONNEE SUIVANTES S'APPLIQUENT A L'AMERICAN RED OAK A CONDITION QU'IL AIT ETE RECLASSE SELON BS 5756, CLASSE TH1.

Notes:

1. EN 518 Bois de Structure. Classement. Exigences pour le classement visuel de résistance des bois feuillus.
2. EN 518 Bois de Structure. Classement. Exigences pour le classement visuel de résistance des bois feuillus.
3. BS 5756 Spécification pour le classement visuel de résistance des bois feuillus.

La norme de classement française NF B 52-001 impose les mêmes spécifications que la norme EN 518. Le classement de cette norme correspondant au TH1 de BS 5756 est Cat 1. Cependant, la norme NF B 52-001 ne s’applique qu’au bois prélevé en France de sorte que les essences américaines devront faire l'objet d'un classement visuel de résistance conforme à la norme BS 5756.

L’Annexe B de la norme française NF P 21-400 propose des règles de calcul des contraintes admissibles pour une conception conforme à CB 71, lorsque les valeurs caractéristiques sont connues pour une conception conforme à Eurocode 5. Les données du présent document s’appliquent aux bois feuillus américains pour une conception conformément à Eurocode 5 ou à CB 71.

Rendement sur reclassement

L’American red oak est exporté avec les classements NHLA¹ FAS et No. 1 Common, mais il doit être reclassé, pour ce qui concerne sa résistance, pour une utilisation structurale. Dans la mesure où la norme de classement NF B 52-001 ne s’applique qu’au bois prélevé en France, le red oak doit être reclassé conformément à BS 5756², classe TH1. Pour le red oak, le rendement sur reclassement de matériau FAS est de 80 %. Le matériau qui n’a pas obtenu un classement visuel de résistance TH1 n’est pas perdu dans la mesure où il est toujours classé FAS selon les règles de classement NHLA. Il peut donc être remis en stock.

Notes:

1. NHLA National Hardwood Lumber Association
2. BS 5756 Spécification pour le classement visuel de résistance des bois feuillus.

Propriétés structurales

Les propriétés de résistance, rigidité et densité sont données pour le red oak à la fois en format « état limite » et en format « contraintes admissibles ». L’essence entre dans le profil de classe de résistance D40 tel que défini dans EN 338¹. Cependant, l’Eurocode 5² et la norme DTU CB 71³ permettent d’effectuer les calculs à l'aide de propriétés qui ont été obtenues à partir d'essais, et cette option de toute évidence optimisera le potentiel d'une essence donnée.

Tableaux des valeurs pour une utilisation avec Eurocode 5 et DTU CB 71

Notes:

1. EN 338 : Structures en bois – Classes de résistances
2. Eurocode 5 (EN 1995-1-1) : Calcul des structures en bois
3. DTU CB 71 : Règles de calcul et de conception des charpentes en bois

Durabilité de l'essence

Essences	EN 350-21
American red oak	4 (légèrement durable)
Notes: EN 350-2 Durabilité des matériaux dérivés du bois – Durabilité naturelle du bois massif. Partie 2: Durabilité naturelle et imprégnabilité d'essences de bois choisies pour leur importance en Europe.

Informations complémentaires

Pour des informations plus complètes sur l'utilisation de ces données de structure, se référer à la brochure technique AHEC “Calcul de Structures en Bois Feuillus Américains” qui peut être commandée en ligne gratuitement.

Liens vers des informations supplémentaires: -

• Comparaison de la résistance à la flexion entre les classes de résistance EN 338 pour des bois feuillus tropicaux et le chêne européen
• Comparaison de la résistance à la flexion entre les classes de résistance EN 338 pour le chêne européen (D30), les bois feuillus tropicaux (D40), l'american red oak et l'american white oak.
• Comparaison de la rigidité (module d'élasticité moyen) de l'american red oak et des classes de rigidité EN 338 pour les bois feuillus tropicaux et le chêne européen
• Comparison de la rigidité (module d'élasticité moyen) entre des classes de résistance EN 338 pour le chêneeEuropéen (D30), les feuillustTropicaux (D40), l'american red oak et l'american white oak
• Comparaison de la masse volumique de l'american red oak et des classes de résistance EN 338 pour les bois feuillus tropicaux et le chêne européen
• Comparaison de la masse volumique entre des classes de résistance EN 338 pour le chêne européen (D30), les bois feuillus tropicaux (D40), l'american red oak et l'american white oak.

 



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