Emplois structurels et caractéristiques de résistance

La plus grande partie du bois feuillu américain est utilisée pour l’ameublement et la menuiserie, mais parfois, il entre également dans la construction des structures, comme par exemple les lisses d’une cage d’escalier libre ou la poutre de rive du plancher qui le soutient. Il est donc nécessaire, dans de tels cas, de mettre à la disposition des ingénieurs les données caractéristiques de la résistance des essences concernées, sous une forme utilisable dans le cadre d’une conception normalisée et permettant de valider une étude donnée.

La conception des structures en Europe

Dans les cinquante dernières années, de nombreux pays européens ont créé des normes nationales. La réglementation britannique (BS 5268) définit par exemple les “contraintes admissibles” pour différentes essences, soit la représentation du facteur total de sécurité vis-à-vis des défaillances. Dans d’autres cas, on définit un “état limite” dans lequel le facteur total de sécurité se répartit entre les valeurs de résistance des matériaux et les forces appliquées. En 1994, est apparue la première réglementation européenne (Eurocode) sur le bois (basée sur la notion d’état limite), et bien qu’elle en soit encore à l’état de projet en 1998, elle est appliquée dans certains pays en complément de la réglementation nationale. Elle a été accompagnée de normes (Euronorms) qui ont permis la définition des procédures d’essais (EN 408) et de classement de bois résineux et de bois feuillus (EN 338). Avec la généralisation de l’application des réglementations et normes européennes unifiées, il deviendra de plus en plus aisé pour les concepteurs de faire accepter leurs projets au-delà des frontières nationales.

Un programme d’essais

Du fait de la généralisation de leur utilisation en matière de structure, il existe déjà bon nombre d’informations concernant les bois feuillus. Il n’en va pas de même pour les bois feuillus américains. C’est pourquoi l’AHEC a entrepris un programme d’essais en Europe et l’a confié au “Building Research Establishment” au Royaume-Uni. Les essais réalisés, destinés à établir les valeurs caractéristiques du bois, seront menés en conformité aux normes européennes correspondantes. Il a été proposé de tester cinq essences : red oak, white oak, ash, tulipwood et hard maple, le but étant de leur attribuer une classe de résistance conforme à la norme EN 338. Les résultats seront publiés dès qu’ils seront disponibles. Entre-temps, il est possible d’appliquer les données de la page 25 qui proviennent des essais déjà menés sur trois essences. Les données proposées se rapportent à un matériau de niveau TH1 de la norme BS 5756, norme britannique de classement des bois feuillus conforme à la définition de la norme EN 518 portant sur le classement visuel.

Niveaux de qualité pour les structures

Par nature, le bois est un matériau aux caractéristiques fluctuantes, et c’est la raison pour laquelle sa commercialisation fait appel à la notion de qualité dans le cadre d’une réglementation officielle. La majorité des bois feuillus américains disponible en Europe figure au classement de la NHLA (National Hardwood Lumber Association), principalement les niveaux “First and Seconds” (FAS) et “No 1 Common” (#1C) grades. La brochure “An Illustrated Guide to Hardwood Lumber Grades” (“Guide illustré du classement des bois feuillus américains”) publiée par l’AHEC aborde plus en détail le classement de la NHLA. Tous les systèmes de classement qualitatif sont destinés à un usage spécifique. C’est pourquoi les normes édictées par la NHLA concernent l’aspect du bois utilisé en menuiserie et mobilier. S’il s’agit d’utiliser le matériau pour la réalisation de structures, il sera nécessaire de réévaluer son classement de manière adéquate. Les règles de la norme BS 5756 sont simples. Elles portent sur les défauts définis par la plupart des normes de classement, notamment les dimensions des noeuds et la pente du fil. Vous trouverez à la page 25 un résumé des normes structurelles. Il est souhaitable que le classement soit fait par une personne qualifiée. En pratique, un matériau de niveau FAS doit atteindre un taux de 90% de conformité pour être reclassé au niveau TH1 de la norme BS 5756.

Emplois structurels et caractéristiques de résistance

Résumé des normes de résistance BS 5756 pour un bois de niveau TH1

• La taille des noeuds ne doit pas dépasser 1 /4 de la largeur de la pièce de bois.
• Si la distance entre les noeuds est inférieure à deux fois la largeur de la pièce de bois, il convient d'additionner les tailles des noeuds.
• En règle générale, une inclinaison du fil est autorisée jusqu'à 1:10 dans n'importe quelle pièce de bois, avec une tolérance de 1:5 aux extrémités.
• La longueur des fissures qui pénètrent à travers l'épaisseur d'une pièce ne doit pas dépasser deux fois la largeur de cette pièce.
• La longueur des fissures qui ne pénètrent pas à travers l'épaisseur d'une pièce ne doit pas dépasser la moitié de la largeur de cette pièce.

La norme édicte également des règles pour les défauts non structurels tels que la distorsion et la durabilité. Pour ces règles et les définitions pertinentes, voir le texte principal.

Propriétés structurelles avec code d'état limite pour le red oak, le white oak et le hard maple pour un bois de niveau TH1

Source: EN 338