leau dans le bois 1.leau dans le bois les éléments nutritifs sont puisés dans leau absorbée par...
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L’EAU DANS LE BOIS1. L’EAU DANS LE BOIS
Les éléments nutritifs sont puisés dans l’eau absorbée par les radicelles et les racines.
L’eau se trouve en quantité importante à la périphérie de l’arbre.
OBSERVATION
ECORCE AUBIER
COEUR
DURAMEN ou BOIS PARFAIT
1. VISUELLE
L’EAU DANS LE BOISOBSERVATION
2. A LA LOUPE, x10
AUBIER ECORCE
CAMBIUM LIBER
L’EAU DANS LE BOISOBSERVATION
AU MICROSCOPE, X1000
DES CELLULES
EAU LIBRE
EAU LIEE
Les cellules sont composées d’eau que l’on appelle : EAU de CONSTITUTION
L’EAU DANS LE BOISETUDE DES DIFFERENTES EAUX CONTENUES DANS LE MATERIAU
NOM LOCALISATION CONSEQUENCE
EAU LIBRERemplit les vides cellulaires.
•Déplacement facile dans le bois.
• Elle disparaît en premier.
EAU LIEE Imprègne les mem-branes cellulaires.
•Déplacement plus lent dans le bois
•Sa disparition est la cause principale du retrait du bois.
EAU DE CONSTITUTION
C’est un élément chimique du bois.
•Ne disparaît complètement qu’à la destruction du matériau.
L’EAU DANS LE BOISTAUX D’HUMIDITE
MESURE DU TAUX D’HUMIDITE
Formule
H% =Mh - Ma
Ma x 100
L’EAU DANS LE BOISEMPLOIS ET VARIATIONS 200%
30%
22%
0%
Bois à l’abattage
Point de saturation de la fibre
Bois commercialement sec
Limite du séchage naturel
Bois ANHYDRE
CHARPENTE
17% 15%
MENUISERIE EXTERIEURE
13% 9%
MENUISERIE INTERIEURE
8%MOBILIER PARQUET
EAU LIBREPAS DE
RETRAIT
EAU LIEERETRAIT
L’EAU DANS LE BOIS
SYNTHESE
Le taux (%) d’humidité, constitué par la présence d’eau (Libre, Liée, de Constitution) dans le bois, doit être connu et mesuré afin de pouvoir déterminer l’emploi du bois.
Ce taux devra être adapté à l’ouvrage et au lieu de mise en place afin d’éviter les variations dimensionnelles du bois par la perte ou la prise d’eau.
L’EAU DANS LE BOIS2. L’ÉQUILIBRE HYGROSCOPIQUE
Le bois est un matériau HYGROSCOPIQUE. Le pourcentage d’humidité (%) est variable mais fini par se stabiliser en degré hygrométrique au même taux que celui du lieu dans lequel il se trouve à condition d’y rester assez longtemps.
COMPOSITION DE L’ATMOSPHÈREOn trouve :
- AIR contenant de l’oxygène, de l’azote, du gaz carbonique.- de la VAPEUR d’EAU en quantité variable.- des Poussières et des germes en quantité variable.
1.L’AIRC’est un mélange gazeux dans lequel on trouve 79 volumes d’azote et 21 volumes d’oxygène pour 100 volumes d’air.
2. LA VAPEUR D’EAUPour une température donnée l’air ne peut contenir qu’une quantité MAXIMUM d’eau :
•Si la Quantité de vapeur d’eau est supérieure à la quantité maximum : BROUILLARD
•Si la Quantité de vapeur d’eau est égale à la quantité maximum : SATURATION
•Si la Quantité de vapeur d’eau est inférieure à la quantité maximum : AIR HUMIDE
L’EAU DANS LE BOISHUMIDITE RELATIVE DE L’AIR
Principe :Pour une température Constante, l’état hygrométrique de l’Air est égal au rapport suivant :
La Quantité de Vapeur d’eau contenue dans l’air sec
La quantité de Vapeur d’eau contenue dans le même air saturé
X 100
Ce qui donne la formule suivante : MR
X 100MS
L’EAU DANS LE BOISHUMIDITE RELATIVE DE L’AIR
Détermination Graphique:
L’EAU DANS LE BOISHUMIDITE RELATIVE DE L’AIR
Détermination à l’aide d’appareils :
Le taux d’humidité contenu dans l’air est obtenu par mesures à l’aide de deux appareils distincts :
Un HYGROMETRE : il réalise une mesure grâce au principe des corps hygroscopiques qui réagissent à l’humidité comme les cheveux.
Un PSYCHOMÈTRE : c’est la mesure d’un écart entre deux températures par 2 thermomètres. Le 1 mesure la température de l’air sec et le 2 la température de l’air humide grâce à une humidification de l’air par le thermomètre.
TAUX D’HUMIDITÉ DU BOISPrincipes :
Le DEGRE D’HUMIDITÉ du bois se stabilise sous l’influence de la température et de l’état hygrométrique de l’air.
Après une période de stabilisation, variant suivant l’essence et l’épaisseur, le bois est dans un état d’équilibre hygroscopique avec l’air.
Constatations :Quand il y a diminution de la température :
il y a humidification de l’air.
L’EAU DANS LE BOISTAUX D’HUMIDITÉ DU BOIS
Quand il y a augmentation de la température :
il y a assèchement de l’air.
Quand la température est constante, il y a alors : ÉQUILIBRE HYGROSCOPIQUE.
ConséquencesL’équilibre hygroscopique du bois peut donc varier suivant :
La saison : hiver/printemps/été/automne, pluie/soleil
La température moyenne.
L’humidité relative de l’air.
L’EAU DANS LE BOISDétermination graphique Courbe de l’humidité d’équilibre du bois en %
État Hygrométrique de l’air en %
Exemple : pour une température de 30° et un état hygrométrique de l’air à 72,5%On obtient un taux d’humidité du bois de : 13%
L’EAU DANS LE BOISSYNTHESE
Le pourcentage d’humidité (exprimé en H%) contenu dans le bois dépend de l’endroit dans lequel il se trouve et du temps de présence dans ce milieu.Ce taux devra correspondre au taux d’humidité moyen de la réalisation. Afin de connaître ce taux il faut se reporter aux courbes de stabilisation du pourcentage humide du bois, au diagramme de l’air humide et à la courbe d’emploi du bois.
3. LA RETRACTABILITEC’est le phénomène de VARIATIONS DIMENSIONNELLES du bois appelé RETRAIT ou GONFLEMENT.
FACTEURS INFLUENTS SUR LA RETRACTABILITE
1.L’ORIENTATION du MATERIAU
DIRECTION VARIATION
AXIALE
RADIALE
TANGENTIELLE
TRES TRES FAIBLE: 0,02%
FAIBLE: 0,15%
IMPORTANTE: 0,30%
L’EAU DANS LE BOIS
Schéma
2. LA MASSE VOLUMIQUE
Bois DENSE Bois LEGER
CONSÉQUENCES DES VARIATIONS
Les variations en prise ou perte d’eau vont entraîner des DEFORMATIONS plus ou moins importantes suivant le débit du bois.
L’EAU DANS LE BOISCONSÉQUENCES DES VARIATIONS
1.Les GRUMES
Il y a essentiellement des fentes qui apparaissent en suivant les rayons ligneux.
2. Le débit en PLOT
On trouve :Des planches en débit RADIAL : il y a une légère diminution de l’épaisseur qui est plus importante coté aubier.
Des planches en débit TANGENTIEL : le retrait le plus important se fait vers la face extérieure et se creuse dans la largeur.
Des pièces CARREES : le carré se transforme en losange avec la plus grande diagonale coté Radial.
L’EAU DANS LE BOISCONSÉQUENCES DES VARIATIONS
Schéma :Débit TANGENTIEL
Débit RADIAL
Pièce carrée, diagonale la plus longue coté Radial.
Fentes suivant les rayons Ligneux
L’EAU DANS LE BOISSYNTHESE
Les Variations dimensionnelles sont différentes suivant la DIRECTION concernée et la masse volumique du bois. Dans la direction axiale c’est négligeable. Dans la direction radiale de faible importance (0,15%), c’est surtout dans la direction tangentielle que la variation est la plus importante 0,3% double du retrait radial. Le choix du plan de coupe est très important lors du débit des pièces.
PRINCIPES DU SECHAGELe séchage du bois est lié à plusieurs facteurs :
•Des phénomènes internes physiques L’eau dans le bois
•Des facteurs externes Les caractéristiques de l’airETUDE DES FACTEURS
EVAPORATIONen Surfacede l'eau
CIRCULATION
de l'eau
de l'intérieur
vers l'extérieur
du plus humide
vers le plus sec
1. Il y a 2 actions dans le bois :
Evaporation de l’eau :
oen surface
L’EAU DANS LE BOISETUDE DES FACTEURS
1. Il y a 2 actions dans le bois :
EVAPORATIONen Surfacede l'eau
CIRCULATION
de l'eau
de l'intérieur
vers l'extérieur
du plus humide
vers le plus secoDu plus humide vers le plus sec
Circulation de l’eau :oDe l’intérieur vers l’extérieur
2. Les caractéristiques de l’air :Elles dépendent du lieu dans lequel le bois se trouve et sont définies par 3 critères distincts : LA TEMPÉRATURE DE L’AIR
Le DEGRÉ HYGROMÉTRIQUE DE L’AIRLE RENOUVELLEMENT DE L’AIR
INFLUENCE DE CHAQUE FACTEUR SUR LA DURÉE DU SÉCHAGEL’influence de chaque facteur dépend de l’essence du matériau et des caractéristiques de l’air dans lequel il est placé.
Le matériauUn bois avec une faible densité (tendre) séchera plus vite qu’un bois avec une forte densité (dur).
L’ESSENCE
Plus elle est importante, plus la circulation interne de l’eau est lente.
L’ÉPAISSEUR
La vitesse de circulation de l’eau est plus rapide dans la direction Axiale que dans les directions Radiale et Tangentielle.
LA DIRECTION
L’EAU DANS LE BOISINFLUENCE DE CHAQUE FACTEUR SUR LA DURÉE DU SÉCHAGE
L’airPlus la température de l’air est élevée plus l’évaporation de l’eau est rapide.
La TEMPÉRATURE
Plus le degré hygrométrique (taux d’humidité) de l’air est faible plus l’évaporation de l’eau est rapide.
Le DEGRÉ HYGROMÉTRIQUE
Plus le renouvellement de l’air est fréquent plus le séchage est rapide.
RENOUVELLEMENT
POSSIBILITES DE SECHAGE
Il existe 2 possibilités de séchage du bois qui doivent être réalisées dans de bonnes conditions pour obtenir un résultat de qualité. De chaque méthode va dépendre la durée du séchage
A.LE SECHAGE NATURELIl va dépendre du lieu et de la méthode d’empilage choisis.
1.Le LIEUIl faut une aire de stockage plane, sèche avec des allées de circulation. Le sol doit être stable et résistant.
2. La protection des ABOUTSAfin de limiter les formations de fentes en bout des planches il faut les protéger par un des moyens suivants :
L’EAU DANS LE BOISIl faut choisir parmi ces solutions celle la plus adaptée au type de planches à protéger. Au débit l’about des planches devra être obligatoirement coupé.
2. La protection des ABOUTS
3. L’EMPILAGE HORIZONTAL
C’est le plus utilisé pour les bois débités en plots ou en avivés car il demande une surveillance plus faible.
L’écartement des baguettes varie suivant l’épaisseur. Elles sont rectangulaires prises dans une essence neutre et reposent sur un socle rigide.
Sciage de bille en PLOT Sciage de bois AVIVE
L’EAU DANS LE BOIS4. L’EMPILAGE VERTICAL
Il est utilisé pour les bois ayant un fort pourcentage d’eau. Il est de faible durée 5 à 10 jours et sert pour le ressuyage des bois.
Les planches sont séparées par des baguettes ou broches. Le bout des planches doit être protégé du sol afin d’éviter les remontées d’humidité.Phase de courte durée complétée par un séchage final avec un empilage Horizontal.
5. LES INCIDENTS POSSIBLESLes défauts survenant sont très souvent dus à des mauvaises conditions de mise en œuvre ou/et à une mauvaise surveillance du séchage. Il faut y remédier en fonction de chaque cause.
Incidents Causes
•Champignons et pourriture mauvaise circulation de l’air
•Déformations chantier non solide, non plan
•Fentes, gerces mauvaise protection des abouts
L’EAU DANS LE BOISB. LE SECHAGE ARTIFICIEL
1.LE SECHOIR CELLULE à BASSE TEMPERATURE (20° à 40°)
La cellule ou case est maçonnée ou métallique avec une isolation thermique et un accès facile pour le chargement des bois. Il y a évacuation de l’humidité par condensation avec un recyclage de l’air. La température est comprise entre 20° et 30° suivant les essences de bois. Elle est dotée de moyens de contrôles.
L’EAU DANS LE BOISB. LE SECHAGE ARTIFICIEL
2. LE SECHOIR CELLULE à HAUTE TEMPERATURE (70° à 90°)
La cellule ou case est maçonnée ou métallique avec une isolation thermique et un accès facile pour le chargement des bois. Il y a un pré séchage avec une température et une humidité élevées ; Ensuite il y a un séchage ou la température et le taux d’humidité sont plus bas et enfin une période de stabilisation ou les valeurs sont constantes. La température est comprise entre 70° et 90° suivant les essences de bois. Elle est dotée de moyens de contrôles.
L’EAU DANS LE BOISB. LE SECHAGE ARTIFICIEL
3. LE SECHAGE SOUS VIDE
Le séchage est réalisé en autoclave (métallique). L’évacuation de l’humidité se fait par dépression avec une faible température. Il peut être réalisé de manière continue ou discontinu suivant les appareils. L’inconvénient réside dans la taille des volumes traités qui reste faible.
VIDE CONTINU
L’EAU DANS LE BOISLA REGULATION DU SECHAGE1.Le séchage naturel : ce sont les conditions de réalisation et d’exposition qui garan-tissent la qualité du séchage. L’opérateur doit surveiller le taux d’humidité du bois par mesures successives dans des endroits différents du lot. Les conditions climatiques déterminent la durée.
2. Le séchage artificiel : il y a 3 types de régulations possible.
La régulation manuelle : c’est l’opérateur qui effectue les mesures et qui agit en conséquence sur les paramètres du séchoir. Méthode difficile qui demande une surveillance journalière et un temps de réponse long entre les réglages et les résultats obtenus.La régulation semi automatique : le contrôle des paramètres est automatique, avec une assistance de l’ordinateur, au moyen de sondes. Les réglages sont entièrement manuels. Nécessité d’une surveillance journalière.
La régulation automatique : Tous les contrôles des paramètres sont automatiques et les actions de réglages aussi. Le séchage est géré soit par un programme prédéfini (difficile) soit par une action de réglage en fonction des valeurs constatées dans les mesures qui offre une meilleure qualité.
Dans tous les cas une surveillance du séchage, réalisée sur des échantillons placés dans le séchoir, doit être faite afin de vérifier son bon déroulement.
L’EAU DANS LE BOISLA DUREE DU SECHAGE (bonnes conditions de réalisation)Le séchage naturel : durée variable entre 4 à 8 mois pour les résineux et 6 à 18 mois pour les feuillus suivant les épaisseurs et les essences.Le séchage artificiel : durée variable entre quelques jours (3/4) et plusieurs semai-nes (4/6) suivant les essences et les épaisseurs.
SYNTHESE
Le séchage du bois dépend du milieu dans lequel il se trouve. En intervenant sur les caractéristiques hygrométriques de son lieu de stockage nous pouvons intervenir sur son taux d’humidité (H%) afin de le faire correspondre au taux nécessaire à la réalisation de l’ouvrage. De cette gestion va dépendre la qualité du bois tant pour son aspect que pour son taux d’humidité final.