L’Humidité et le Bois

La durabilité du bois est souvent une fonction de l’eau, mais cela ne veut pas dire que le bois ne peut jamais devenir mouillé.  Bien au contraire, le bois et l’eau vivent heureusement ensemble, de façon générale.  Le bois est un matériau hygroscopique, ce qui veut dire qu’il prend et dégage de l’eau pour s’équilibrer avec son milieu environnant.   Le bois peut absorber de grandes quantités d’eau sans danger avant d’atteindre des teneurs d’humidité qui seront invitantes pour les champignons décomposeurs.

La teneur en humidité (TH) est une mesure de la quantité d’eau dans un morceau de bois relative au bois lui-même.  La TH est exprimée en pourcentage et est calculée en divisant la masse de l’eau dans le bois par la masse de ce bois s’il était anhydre.  Par exemple, une TH de 200% signifie qu’un morceau de bois a deux fois sa masse que le bois, due à l’eau.  Deux nombres de TH à rappeler sont 19% et 28%.  Nous avons tendance à dire qu’un morceau de bois est sec s’il a une teneur en humidité de 19% ou moins.  La saturation des fibres est en moyenne environ 28%.

La saturation des fibres constitue un repère important pour le rétrécissement et les caries.  Les fibres du bois (les cellules qui courent la longueur de l’arbre) sont en forme de pailles fuselées.  Lorsque les fibres absorbent l’eau, elle est d’abord tenue dans les parois cellulaires.  Lorsque ces parois cellulaires sont pleines, toute eau additionnelle absorbée par le bois remplira désormais les cavités de ces cellules tubulaires.  La saturation des fibres est la teneur en humidité au point auquel les parois cellulaires retiennent le plus d’eau possible.  L’eau liée est l’eau retenue dans les parois cellulaires, tandis que l’eau libre est celle qui se trouve dans les cavités cellulaires.  Comme le nom le suppose, l’eau libre est relativement accessible, et une source d’eau accessible est une nécessité pour que les champignons décomposeurs commencent à croître.  Par conséquent, la carie du bois ne peut généralement que commencer qu’une fois que la teneur en humidité est supérieure à la saturation de fibres.  Le point de saturation des fibres est aussi la limite pour le rétrécissement du bois.  Le bois rétrécit ou gonfle à mesure que la teneur en humidité change, mais uniquement lorsque l’eau est prise ou dégagée par les parois cellulaires.  Tout changement au niveau de la teneur en eau dans les cavités des cellules n’aura aucun effet sur la dimension du bois.  Conséquemment, le bois rétrécit et gonfle que lorsque la teneur en humidité change au-dessous du point de la saturation des fibres.

Comme d’autres matériaux hygroscopiques, le bois placé dans un milieu ayant une température stable et une humidité relative atteindra éventuellement une teneur en humidité qui ne rend aucune différence de pression de vapeur entre le bois et l’air ambiant.  Autrement dit, la teneur en humidité se stabilisera au point d’équilibre hygrométrique .  La teneur en humidité du bois utilisé à l’intérieur se stabilisera éventuellement entre 8% et 14% et à l’extérieur, entre 12% et 18%.  L’ hygroscopicité n’est pas nécessairement un mal en soi – elle permet au bois de fonctionner en tant que régulateur d’humidité naturel dans chez-soi.  Lorsque l’air intérieur est très sec, le bois libérera de l’humidité.  Lorsque l’air intérieur est trop humide, le bois absorbera l’humidité.

Le bois rétrécit et gonfle  lorsqu’il libère et absorbe l’humidité au-dessous du point de saturation des fibres.  Ce comportement naturel du bois est responsable pour quelques problèmes parfois rencontrés lorsque le bois sèche.  À titre d’exemple, des fentes spéciales appelées des gercespeuvent résulter des contraintes induites par le séchage du bois.  À mesure que le morceau sèche, il développe un gradient hygrométrique à travers sa coupe (sec à l’extérieur, humide à l’intérieur).   Le suber sec veut rétrécir en séchant au-dessous de la saturation des fibres, pourtant, le cœur plus humide limite le suber, causant ainsi la formation de gerces à la surface.  La dimension du suber est maintenant définie, quoique le cœur sèche toujours et à son tour voudra rétrécir.  Mais le suber fixé limite le cœur et les gerces peuvent donc se former dans le cœur.  Le gauchissement représente un autre problème associé au séchage.  Un morceau de bois peut dévier de la forme attendue en séchant en raison du fait que le bois rétrécit en proportions différentes et dans des directions différentes.  Il rétrécit dans la direction tangentielle aux cernes, environ la moitié de la direction perpendiculaire aux cernes, et très peu  le long de la longueur de l’arbre.  Là ou la bille a été coupée sera un facteur au changement dans sa forme en rétrécissant.  Un avantage à l’utilisation du bois débité sec est que la majeure partie du rétrécissement a été accomplie avant l’achat.  Le bois débité sec est du bois ayant une teneur en humidité pas plus élevée que 19%; le bois rétrécit le plus lorsque la teneur en humidité diminue de 28% à 19%.  Le bois débité sec aura déjà manifesté ses défauts de séchage, s’il y en a.  De plus, il entraînera moins de surprises dans une bâtisse finie, puisque le produit ne changera plus ou moins pas de dimension lors de l’installation.  Le bois débité sec sera estampillé avec les lettres S-DRY (désignant le séchage superficiel) et KD (séché au four).

Un autre moyen d’éviter le rétrécissement et le gauchissement est d’utiliser les produits bu bois enmatériau composite, aussi connus sous le nom de bois d’ingénierie.  Ce sont des produits assemblés de  plus petits morceaux de bois collés ensemble – par exemple, le contreplaqué, l’OSB, les montants à assemblage à entures multiples et  les poutrelles en I.  Les produits de matériaux composites ont un mélange d’orientation de bille en un seul morceau, donc une partie limite les mouvements d’une autre.  Comme exemple, le contreplaqué atteint cette forme de contrainte du pli transversal.  Dans d’autres produits, les mouvements sont limités à de petits endroits et ont tendances à faire la moyenne dans l’ensemble du morceau, tel est le cas des montants à assemblage à entures multiples.