LE CHOIX DU BOIS

CRITERE DE CHOIX 1: NIVEAU D'ISOLATION

Valeur lambda

La valeur lambda du bois est en gros de 0,13 W/mK pour le bois de conifères et de 0,18 W/mK pour le bois de feuillus (pour des valeurs plus spécifiques: voir tableau 1). Ce n'est bien sûr qu'une indication, vu que le bois est un matériau naturel et ne présente donc pas de propriétés standardisées. A quoi la différence significative entre bois de conifères et de feuillus est-elle due? Eh bien, la principale distinction entre les deux est la structure spécifique. En examinant la tranche de bois de conifères à la loupe ou au microscope, on voit un schéma régulier assez uniforme, constitué de cellules à fine paroi (trachéides). Dans le sens de croissance de l'arbre, ces cellules ont une forme assez allongée (jusqu'à 3 mm). Les trachéides ont une double fonction: elles assurent la robustesse d'une part et le transport vertical d'eau et de nutriments d'autre part. Lors du processus de séchage, ces petites cellules se remplissent d'air (immobile). Le bois isole, de ce fait, de manière optimale. Le bois de feuillus a une structure plus complexe et plus irrégulière. Ici, pas de trachéides mais bien des fibres de bois assurant la robustesse et ici et là, de grandes trachées par lesquelles s'effectue le transport vertical d'eau et de nutriments. Le bois de feuillus séché contient donc un peu moins d'air immobile que le bois de conifères séché. D'où la différence de valeur d'isolation. La teneur en humidité résiduelle du bois séché joue-t-elle un rôle? En fait, non. Ce n'est qu'à partir d'une teneur en humidité supérieure à 40% que la valeur lambda augmente significativement. Le sens des fibres joue, en revanche, un rôle. Les valeurs lambda mentionnées ci-dessus ne valent que pour le plan perpendiculaire au sens des fibres. A titre de comparaison: le chêne a une valeur lambda de 0,18 W/mK perpendiculairement au sens des fibres. Parallèlement à celui-ci, sa valeur lambda est toutefois de 0,31 W/mK. Pour la construction de portes et fenêtres, seule la valeur perpendiculairement au sens des fibres est bien sûr d'application.

La section utilisée

Une valeur lambda en soi n'est qu'une donnée abstraite et ne signifie rien si elle n'est pas couplée à une section de bois concrète. Avant, l'épaisseur de la section de base pour le cadre et l'ouvrant était de 58 mm. On adaptait la hauteur de section en fonction du type de fenêtre (fenêtre fixe, pivotante, basculante, coulissante,...), des dimensions de la fenêtre et du poids spécifique du vitrage. Plus la fenêtre était lourde, plus la section était haute. Avec l'arrivée du marquage CE et les normes d'isolation de plus en plus strictes, les sections plus larges de 68, 78 et 92 mm l'emportent cependant aujourd'hui. De plus grandes largeurs sont évidemment possibles mais cela est plutôt exceptionnel. L'élargissement de la section permet de réduire la hauteur de profilé sans que la solidité du cadre ou de l'ouvrant en pâtisse. Cela comporte deux avantages: une meilleure valeur d'isolation de la fenêtre entière (plus grande part de surface de vitrage par rapport à la surface de profilé) et un look plus sobre, plus moderne. Celui désirant un design encore plus élancé peut éventuellement utiliser un vitrage collé. Le menuisier cherchant ici les limites du système doit quoi qu'il en soit utiliser un bois parfaitement stable en termes de forme: impeccablement scié sur quartier ou lamellé.

Ingénierie

Pour obtenir un niveau d'isolation optimal, de nombreuses compositions de profilé particulières ont déjà été développées. On prévoit par ex. un certain nombre de chambres à air dans le profilé, ou on intègre une ou plusieurs lamelles en matériau d'isolation comme du liège, du PIR, du PU, du Perenit,... dans le profilé. Cela génère souvent des améliorations notables mais il faut faire attention à ne pas compromettre d'autres propriétés comme la solidité de l'assemblage de coin ou le vissage de la ferrure. Une dernière technique que nous pouvons évoquer est l'application d'une coque en aluminium à l'extérieur du profilé. La coque en soi n'améliore pas le niveau d'isolation mais entre la coque et le profilé, on peut laisser de la place pour un isolant supplémentaire.

CRITERE DE CHOIX 2: ESTHETIQUE

Pour les particuliers et les architectes, l'esthétique reste l'un des principaux critères lors du choix d'une certaine essence de bois. La couleur, le fil, le dessin, la structure des nervures, la brillance, la présence de nœuds,... sont tous des facteurs définissant ensemble l'aspect du bois.

Caractéristiques typiques

Chaque essence de bois a ses caractéristiques typiques: le chêne a ainsi un beau dessin grâce à la porosité de ses cernes ou le padouk un ton orange foncé, rouge corail typique. Le moabi et le merbau se distinguent, eux, par leur structure régulière assez uniforme et conviennent ainsi pour une finition laquée. L'acajou et l'afzelia ont typiquement un fil croisé, ce qui donne un très bel effet. Le mélèze scié sur quartier présente, enfin, un dessin rayé clair dû aux cernes très prononcés.

Caractère unique

Outre ces caractéristiques typiques, il y a aussi les influences du climat, de la nature du sol et d'autres facteurs environnementaux. Un arbre poussant sur le flanc ombragé d'une montagne est bien sûr différent d'un arbre poussant sur un terrain plat. Un chêne dans un climat maritime humide peut être très différent d'un chêne dans un climat continental sec. Et ainsi de suite. Même la qualité variera. D'où l'importance de la recherche de fournisseurs fiables pour un menuisier.

Finition

De nombreux particuliers et architectes se demandent si on peut laisser des portes et fenêtres en bois non traitées. Un grisonnement naturel est souvent appliqué avec succès sur un revêtement de façade en bois mais est-ce aussi possible sur un élément constructif comme une porte ou une fenêtre? La réponse sûre est bien entendu 'non'. Si le bois n'est pas fini avec une laque ou une lasure pigmentée, la lignine dans le bois sera décomposée sous l'effet de la lumière UV du soleil et de la pluie et l'humidité. La structure interne du bois perd sa cohésion et de minuscules fissures apparaissent ainsi, s'agrandissant avec le temps et donnant finalement lieu à la pourriture du bois. Certains constructeurs de fenêtres veulent évidemment aussi suivre la tendance et livrent leur menuiserie extérieure non traitée (ou avec une couche de protection 100% transparente et pare-vapeur). Ils exigent parfois que le client renonce par écrit à la garantie; parfois pas. Le menuisier s'y risquant doit bien sûr être certain de la qualité absolue du bois livré.

CRITERE DE CHOIX 3: DURABILITE

Classe de durabilité

Les portes et fenêtres en bois représentent un investissement énorme pour le maître d'ouvrage. Il est donc logique qu'il se pose des questions concernant la durabilité de l'essence de bois. D'où les deux tests permettant de déterminer la classe de durabilité d'une essence de bois.

• Test de moisissure: de petites bûches de bois sont contaminées avec des moisissures attaquant le bois, générant l'apparition de pourriture du bois, surtout blanche et brune. Après 16 semaines, la diminution de masse est déterminée et constitue un indicateur pour la durabilité du bois.
• Test de sol: ici, de petits bâtons de bois sont enfoncés dans le sol. Après un certain temps, de la moisissure spongieuse apparaîtra. Après 16 et 24 semaines, on détermine la diminution de masse et dans quelle mesure les propriétés de solidité du bois se sont dégradées.

Dans le cas des deux tests, on compare les résultats obtenus pour une certaine essence de bois avec ceux d'une essence de référence (ex. hêtre). Sur la base de l'écart par rapport aux valeurs de référence, on détermine la classe de durabilité de l'essence de bois. Nous distinguons cinq classes de durabilité: (1) très durable; (2) durable; (3) moyennement durable; (4) peu durable et (5) non durable. Pour les portes et fenêtres, on utilise généralement du bois de classe 1 ou 2. Il va de soi que les résultats des deux tests peuvent être différents pour une même essence de bois. Ce sont, en effet, à chaque fois d'autres moisissures qui attaquent le bois. Le climat et la nature spécifique du sol sont d'autres facteurs pouvant influencer le résultat final du test. Beaucoup dépend aussi de l'application spécifique du bois. Dans des éléments de construction comme les portes et fenêtres, l'attaque de la moisissure n'est pas la même qu'en cas d'applications enterrées comme les pilots. La qualité du bois jouera, enfin, également un rôle majeur: aubier, nœuds, fissures, etc. affaiblissent le bois de test.

On peut déduire de tout ceci que la détermination de la classe de durabilité n'est pas une science exacte. La classe de durabilité n'est donc qu'une valeur indicative. La qualité du bois, la qualité du séchage et bien sûr la qualité de la construction de porte et de fenêtre même sont au moins aussi importantes.

Conservation du bois

La modification du bois permet de faire passer une certaine essence de bois à une classe de durabilité supérieure ou de la conserver. Cela se fait beaucoup avec le bois de conifères indigène. On obtient ainsi une alternative plus intéressante sur le plan écologique et économique aux essences de bois dur tropicales. Pour la conservation du bois, il existe deux possibilités:

• Modification thermique: en maintenant le bois dans des conditions contrôlées pendant un certain temps à une température élevée, la lignine et l'hémicellulose sont transformées en matières moins hydrophiles. La paroi cellulaire reste ainsi en permanence plus sèche et le bois est donc plus stable et plus durable.
• Modification avec des substances réactives: ici, le bois est imprégné avec une substance réactive comme l'anhydride acétique (acétylation). Les groupes hydroxyles (les endroits où les molécules d'eau se lient) sont alors remplacés par des groupes d'acétyle n'absorbant pas d'eau. Le résultat: un matériau aux dimensions très stables et durable, ne se décolorant en outre plus sous l'effet de la lumière du soleil (rayons UV). Pour les applications avec une finition transparente, il s'agit bien sûr d'un avantage.

 

CRITERE DE CHOIX 4: STABILITE

Bois scié sur quartier

La stabilité s'obtient tout d'abord en utilisant autant que possible du bois parfaitement scié sur quartier. La raison? Dans le cas du bois, le retrait radial n'équivaut en gros qu'à la moitié du retrait tangentiel. Une section de bois sciée sur dosse travaillera donc environ deux fois plus qu'une section sciée sur quartier.

Ce rapport de 1 sur 2 n'est qu'une moyenne et ne vaut bien sûr pas pour toutes les essences de bois. Plus la différence entre le retrait radial et tangentiel est petite, plus le bois est stable. C'est par ex. le cas du sipo, du padouk et de bien d'autres essences de bois dur tropicales. Plus la différence est grande, moins le bois est cependant stable et donc plus il aura tendance à se déformer. C'est le cas des essences de bois indigènes et surtout du bois de conifères. Ici, il s'agit donc vraiment d'utiliser du bois parfaitement scié sur quartier.

Rapport avec la masse volumique

La stabilité est aussi étroitement liée à la masse volumique du bois. Plus elle est élevée, moins le bois travaillera sous l'influence de conditions climatologiques variables. D'où la popularité des essences de bois dur tropicales lourdes pour la construction de portes et fenêtres. Le merbau a par ex. une masse volumique d'env. 850 kg/m³, contre env. 590 kg/m³ pour le mélèze.

Processus de séchage correct

Le séchage de bois est une technique impliquant de nombreux points importants. Un mauvais séchage se traduit par des tensions internes, une fissuration, une déformation, etc. Le séchage s'effectue de préférence le plus progressivement et uniformément possible, avec des sections de bois pas trop grandes. L'empilement correct du bois, en cas de séchage naturel comme forcé, joue ici aussi un rôle important. Pour une menuiserie extérieure constructive, on vise idéalement une teneur en humidité du bois de 16 à 18%. Concrètement, cela signifie que le bois contient de l'humidité avec une masse équivalant à 16 à 18% de la masse sèche totale du bois. Il s'agit d'une valeur proche des conditions climatologiques normales (température, humidité de l'air, pression) dans notre climat. Lorsque la teneur en humidité du bois et les conditions de l'air coïncident parfaitement, on parle de l'équilibre d'humidité.

CRITERE DE CHOIX 5: RESISTANCE AUX COUPS

Une fenêtre en bois dans une chambre à coucher ne souffrira généralement guère. Il en va tout autrement pour une porte de devant ou de derrière par laquelle on passe de temps en temps une table, un vélo ou autre. A ces endroits, il peut être important de choisir une essence de bois avec une grande résistance aux coups. Les amateurs de chiffres peuvent regarder la dureté selon Janka. C'est la force, exprimée en Newtons, nécessaire pour enfoncer une bille en acier lisse d'un diamètre de 11,824 mm jusqu'au plus grand diamètre dans le bois. La superficie de la demi-bille d'acier est de 100 mm². Les valeurs peuvent varier selon que le test est exécuté sur le bout ou la longueur. Ce sont évidemment ici les essences de bois dur tropicales qui arrivent en tête. Comparez le jatoba (11.200 N sur le bout à 10.400 N sur la longueur) avec le chêne (7.840 à 6.280 N) ou le hêtre (8.430 à 7.060 N). Le bois de conifères comme le mélèze est, selon son origine, encore plus mauvais élève (2.980 à 2.620 N).

CRITERE DE CHOIX 6: USINABILITE

Pour le menuisier, l'usinabilité est bien entendu un critère important. La masse volumique, la dureté et la résistance au fendage du bois influent avant tout sur un certain nombre de paramètres d'usinage importants comme la vitesse d'avance, la puissance nécessaire, le régime par rapport au diamètre de l'outil, le nombre d'arêtes de l'outil, etc. Plus l'usinage est difficile, plus cela est évidemment néfaste pour la durée de vie des outils de coupe. Deuxièmement, il y a aussi la nature de la poussière dégagée lors de l'usinage. L'usinage de certaines essences comme le padouk ou l'afzelia génère assez bien de fine poussière. A long terme, cela peut être nocif pour la peau, les poumons, les yeux,... des collaborateurs dans l'atelier. Une bonne aspiration et une utilisation correcte des EPI sont donc un must. L'aptitude au collage joue troisièmement un rôle majeur. Certaines essences tropicales sont par ex. très grasses, ce qui entrave une adhérence optimale de la colle. Une bonne préparation, le bon choix de colle et la méthode de collage correcte sont cruciaux pour un assemblage d'angle étanche. Ici, il est vivement conseillé de réaliser des essais et d'effectuer des tests. En quatrième lieu, il y a encore le critère du clouage et du vissage, important pour la pose de la ferrure. Plus le bois est dur, plus il est difficilement pénétrable. Dans le cas de la plupart des essences de bois dur, il faut ainsi pré-forer chaque point de fixation. Sinon, on aura vite des fissures et fendillements en vissant. Les substances internes de certaines essences réagiront également avec la ferrure, avec un risque de corrosion ou de légère décoloration. Mais en général, ce n'est pas un souci, vu la qualité de la ferrure de fenêtre actuelle. Il y a, enfin, le choix du système de finition. Certaines essences de bois dur comme le merbau sont par ex. moins compatibles avec un système de finition en phase aqueuse. L'eau entraînerait, en effet, le lessivage de certaines substances internes, qui pourraient alors causer des taches sur les seuils ou la maçonnerie. D'autres essences comme le meranti sont, elles, trop poreuses. Il faut par conséquent les pré-traiter avec un reboucheur de pores si on souhaite les finir avec une laque lisse. La réalisation de quelques essais est toujours vivement recommandée.

CRITERE DE CHOIX 7: ECOLOGIE

L'écologie est un thème important pour bon nombre d'architectes, de maîtres d'ouvrage et d'utilisateurs finaux. Mais qu'est-ce que l'écologie et comment peut-on être sûr que le bois satisfait aux critères?

EUTR

Il y a avant tout le principe de légalité. L'Europe oblige chaque négociant achetant et/ou vendant du bois à pouvoir prouver que ce bois provient de l'abattage légal. Il s'agit d'une formalité administrative. Ici, la garantie est transmise par écrit du gestionnaire de forêt au client final. Pour certaines essences de bois et certains pays d'origine, le système est assez transparent. Dans d'autres cas, c'est plus compliqué: il est ainsi souvent impossible dans la pratique de tracer l'origine du bois intégré dans les panneaux chinois.

FSC et PEFC

Ce sont deux systèmes de certification pour la gestion de forêt durable. FSC et PEFC sont le fruit du dialogue entre les associations environnementales et l'industrie et vont évidemment plus loin que le simple principe de légalité. Les forêts concernées doivent satisfaire à des critères stricts en matière de biodiversité, d'occupation locale,... Le certificat est transmis tout au long de la chaîne commerciale à condition que les négociants concernés possèdent un certificat CoC (Chain of Custody). Il s'agit non seulement d'une formalité administrative mais également pratique vu que dans l'entreprise, le bois certifié doit rester séparé physiquement du bois non certifié. Il faut savoir que celui voulant du bois certifié FSC ou PEFC se retrouve avec une offre plus limitée d'essences de bois.

Essences de bois moins connues

Une forêt bien gérée n'est pas une monoculture et abrite plusieurs espèces d'arbres. Le problème, c'est que certaines de ces espèces sont moins connues et donc aussi moins populaires auprès de l'industrie de transformation du bois. Il arrive, de ce fait, hélas encore trop souvent que ce bois beau et tout à fait utilisable soit transformé en panneaux ou pire encore en pellets. D'où les diverses campagnes pour mettre les essences de bois dur tropicales comme le framiré, le fraké, le louro preta, le pakan,... et leurs applications possibles en avant.

Bois local avec un minimum de transport

La pollution de l'air par le transport constitue également un facteur important dans l'histoire. Il va de soi que plus le chargement est gros par transport, plus la pollution de l'air par mètre cube de bois sera réduite. Le transport par bateau est donc en principe moins polluant que le transport par camion. La distance joue bien sûr, elle aussi, un rôle crucial. Du bois provenant de forêts locales gérées de manière durable vaut mieux que du bois dur provenant de l'autre bout du monde.

Modification du bois

Signalons, enfin, encore que du bois provenant de forêts locales peut éventuellement être conservé via un traitement thermique ou chimique. On peut de cette manière aussi faire la différence sur le plan écologique.