Le bois lamellé-collé est un produit structurel en bois d'ingénierie constitué de plusieurs couches individuelles de bois de dimension qui sont collées ensemble dans des conditions contrôlées. Tous les bois lamellés-collés canadiens sont fabriqués à l'aide d'adhésifs imperméables pour l'assemblage des extrémités et pour le collage des faces, et conviennent donc aussi bien aux applications extérieures qu'intérieures. Le bois lamellé-collé a une capacité structurelle élevée et constitue également un matériau de construction architectural attrayant.
Le bois lamellé-collé est couramment utilisé dans les structures à poteaux et à poutres, les structures en bois lourd et en bois de masse, ainsi que dans les ponts en bois. Le bois lamellé-collé est un produit structurel en bois d'ingénierie utilisé pour les chevêtres, les poutres, les poutrelles, les pannes, les colonnes et les fermes lourdes. Le bois lamellé-collé est également fabriqué sous forme d'éléments courbes, qui sont généralement soumis à des charges combinées de flexion et de compression. Il peut également être façonné pour créer des poutres coniques inclinées et une variété de configurations d'arcs et de fermes portantes. Le bois lamellé-collé est souvent utilisé lorsque les éléments structurels sont laissés apparents, ce qui constitue un élément architectural.
Dimensions disponibles pour le bois lamellé-collé
Des dimensions standard ont été développées pour le bois lamellé-collé canadien afin de permettre une utilisation optimale du bois d'œuvre qui est un multiple des dimensions du lamstock utilisé pour la fabrication du lamellé-collé. Adaptées à la plupart des applications, les dimensions standard permettent au concepteur de réaliser des économies et de bénéficier d'une livraison rapide. D'autres dimensions non standard peuvent être commandées spécialement, moyennant un coût supplémentaire en raison de l'éboutage supplémentaire nécessaire pour produire des dimensions non standard. Les largeurs et profondeurs standard du bois lamellé-collé sont indiquées dans le tableau 6.7 ci-dessous. La profondeur du bois lamellé-collé est fonction du nombre de lamelles multiplié par l'épaisseur de la lamelle. Par souci d'économie, des lamelles de 38 mm sont utilisées dans la mesure du possible, et des lamelles de 19 mm sont utilisées lorsque des degrés de courbure plus importants sont requis.
Largeurs standard du bois lamellé-collé
Les largeurs finies standard des éléments en bois lamellé-collé et les largeurs courantes du matériau de stratification à partir duquel ils sont fabriqués sont indiquées dans le tableau 4 ci-dessous. Pour les éléments d'une largeur inférieure à 275 mm (10-7/8″), une seule largeur est utilisée pour la dimension de la largeur totale. Toutefois, les éléments d'une largeur supérieure à 175 mm (6-7/8″) peuvent être constitués de deux planches posées côte à côte. Tous les éléments d'une largeur supérieure à 275 mm (10-7/8″) sont constitués de deux pièces de bois placées côte à côte, les joints de bordures étant décalés dans la profondeur de l'élément. Les éléments d'une largeur supérieure à 365 mm (14-1/4″) sont fabriqués par incréments de 50 mm (2″), mais sont plus chers que les largeurs standard. Les fabricants doivent être consultés pour obtenir des conseils.
| Largeur initiale du bois lamellé-collé |
Largeur finie du bois lamellé-collé |
| mm. |
en. |
mm. |
en. |
| 89 |
3-1/2 |
80 |
3 |
| 140 |
5-1/2 |
130 |
5 |
| 184 |
7-1/4 |
175 |
6-7/8 |
| 235 (ou 89 + 140) |
9-1/4 (ou 3-1/2 + 5-1/2) |
225 (ou 215) |
8-7/8 (ou 8-1/2) |
| 286 (ou 89 + 184) |
11-1/4 (ou 3-1/2 + 7-1/4) |
275 (ou 265) |
10-7/8 (ou 10-1/4) |
| 140 + 184 |
5-1/2 + 7-1/4 |
315 |
12-1/4 |
| 140 + 235 |
5-1/2 + 9-1/4 |
365 |
14-1/4 |
Notes :
- Les éléments d'une largeur supérieure à 365 mm (14-1/4″) sont disponibles par incréments de 50 mm (2″) mais doivent faire l'objet d'une commande spéciale.
- Les éléments d'une largeur supérieure à 175 mm (6-7/8″) peuvent être constitués de deux panneaux posés côte à côte avec des joints longitudinaux décalés dans les lamelles adjacentes.
Profondeurs standard du bois lamellé-collé
Les profondeurs standard des éléments en bois lamellé-collé vont de 114 mm (4-1/2″) à 2128 mm (7′) ou plus, par incréments de 38 mm (1-1/2″) et 19 mm (3/4″). Un élément fabriqué à partir de lamelles de 38 mm (1-1/2″) coûte nettement moins cher qu'un élément équivalent fabriqué à partir de lamelles de l9 mm (3/4″). Toutefois, les laminés de 19 mm (3/4″) permettent une plus grande courbure que les laminés de 38 mm (1-1/2″).
| Largeur |
en. |
Plage de profondeur |
| mm |
en. |
| 80 |
3 |
114 à 570 |
4-1/2 à 22-1/2 |
| 130 |
5 |
152 à 950 |
6 à 37-1/2 |
| 175 |
6-7/8 |
190 à 1254 |
7-1/2 à 49-1/2 |
| 215 |
8-1/2 |
266 à 1596 |
10-1/2 à 62-3/4 |
| 265 |
10-1/4 |
342 à 1976 |
13-1/2 à 77-3/4 |
| 315 |
12-1/4 |
380 à 2128 |
15 à 83-3/4 |
| 365 |
14-1/4 |
380 à 2128 |
15 à 83-3/4 |
Remarque :
1. Les profondeurs intermédiaires sont des multiples de l'épaisseur de la lamelle, qui est de 38 mm (1-1/2″ nom.), sauf pour certains éléments courbes qui nécessitent des lamelles de 19 mm (3/4″ nom.).
Les produits de contrecollage peuvent être assemblés par l'extrémité en longueurs allant jusqu'à 40 m (130′), mais la limite pratique peut dépendre des restrictions de transport. Par conséquent, il convient de déterminer les restrictions de transport pour une région donnée avant de spécifier la longueur, la largeur ou la hauteur d'expédition.
Classes d'aspect du bois lamellé-collé
Lors de la spécification des produits canadiens en bois lamellé-collé, il est nécessaire d'indiquer à la fois la classe de résistance et la classe d'aspect requises. L'aspect du bois lamellé-collé est déterminé par le degré de finition effectué après le laminage et non par l'aspect des pièces individuelles de laminage.
Le bois lamellé-collé est disponible dans les qualités d'aspect suivantes :
- Industrie
- Commercial
- Qualité
Le degré d'apparence définit l'importance des travaux de réparation et de finition effectués sur les surfaces exposées après la stratification (tableau 6.8) et n'a pas d'incidence sur la résistance. Le degré de qualité offre le plus haut degré de finition et est destiné aux applications où l'aspect est important. La qualité industrielle est celle qui présente le moins de finition.
| Grade |
Description |
| Qualité industrielle |
Destiné à être utilisé lorsque l'aspect n'est pas une préoccupation majeure, par exemple dans les bâtiments industriels ; le bois stratifié peut contenir des caractéristiques naturelles autorisées pour la catégorie de contrainte spécifiée ; les faces sont rabotées aux dimensions spécifiées, mais des manques et des aspérités occasionnels sont autorisés ; la surface peut présenter des nœuds brisés, des trous de nœuds, des grains déchirés, des carreaux, des flaches et d'autres irrégularités. |
| Qualité commerciale |
Destiné aux surfaces peintes ou vernies à brillant plat ; le bois stratifié peut contenir des caractéristiques naturelles autorisées pour la catégorie de contrainte spécifiée ; les côtés sont rabotés aux dimensions spécifiées et toute la colle pressée est enlevée de la surface ; les trous de nœuds, les nœuds lâches, les vides, les poches de flache ou de poix ne sont pas remplacés par des inserts en bois ou du mastic sur la surface exposée. |
| Niveau de qualité |
Destiné aux surfaces transparentes ou polies très brillantes, il met en valeur la beauté naturelle du bois pour un meilleur attrait esthétique ; le bois stratifié peut contenir des caractéristiques naturelles autorisées pour le degré de contrainte spécifié ; les côtés sont rabotés aux dimensions spécifiées et toute la colle éliminée de la surface ; les côtés peuvent présenter des nœuds serrés, une tache de cœur ferme et une tache d'aubier de taille moyenne ; Les nœuds légèrement cassés ou fendus, les éclats, le grain déchiré ou les carreaux de la surface sont comblés ; les nœuds lâches, les trous de nœuds, les poches de flaches et de poix sont enlevés et remplacés par un produit de remplissage non rétrécissant ou par des inserts en bois correspondant au grain et à la couleur du bois ; les stratifiés de la face ne présentent pas de caractéristiques naturelles nécessitant un remplacement ; les faces et les côtés sont poncés de manière à être lisses. |
Cambrure en lamellé-collé
Pour les longs éléments droits, le bois lamellé-collé est généralement fabriqué avec une cambrure intégrée afin d'assurer un drainage positif en annulant la déflexion. Cette capacité à fournir une cambrure positive est un avantage majeur du bois lamellé-collé. Les cambrures recommandées sont indiquées dans le tableau 5 ci-dessous.
Tableau 5 : Recommandations de cambrure pour les poutres de toiture en lamellé-collé
| Type de structure |
Recommandation |
| Poutres de toit simples en lamellé-collé |
Cambrure égale à la flèche due à la charge morte plus la moitié de la charge vive ou 30 mm par 10 m (1″ par 30′) de portée ; en cas de risque de formation de mares, une cambrure supplémentaire est généralement prévue pour l'évacuation des eaux de toiture. |
| Poutres de plancher simples en lamellé-collé |
Cambrure égale à la charge morte plus un quart de la déflexion de la charge vive ou pas de cambrure. |
| Fermes à arbalétrier et fermes inclinées |
Seule la membrure inférieure est cambrée. Pour une membrure inférieure continue en lamellé-collé, la cambrure de la membrure inférieure est égale à 20 mm par 10 m (3/4″ par 30′) de portée. |
| Fermes de toit plat (fermes de toit Howe et Pratt) |
Cambrure des membrures supérieures et inférieures en lamellé-collé égale à 30 mm par 10 m (1″ par 30′) de portée. |
Fabrication de lamellé-collé
Les pièces de bois de dimension qui composent le lamellé-collé sont jointes en bout et disposées en couches horizontales ou en lamelles. Le bois utilisé pour la fabrication du lamellé-collé est une qualité spéciale (lamstock) achetée directement auprès des scieries. Le lamstock est séché à un taux d'humidité maximal de 15 % et raboté avec une tolérance plus étroite que celle requise pour le bois d'œuvre classé visuellement. La stratification de plusieurs pièces est un moyen efficace d'utiliser du bois de dimension à haute résistance de longueur limitée pour fabriquer des éléments en bois lamellé-collé dans de nombreuses formes et longueurs de section transversale. La catégorie spéciale de bois utilisée pour le lamellé-collé, le lamstock, est reçue et stockée à l'usine de lamellé-collé dans des conditions contrôlées. Le bois lamellé doit être séché à un taux d'humidité compris entre 7 et 15% avant d'être stratifié afin de maximiser l'adhérence et de minimiser le retrait en service. Les lamelles de bois d'œuvre (lamstock) sont triées visuellement et mécaniquement en fonction de leur résistance et de leur rigidité. Les évaluations de la résistance et de la rigidité sont utilisées pour déterminer l'emplacement d'une pièce donnée dans une poutre ou un poteau. Par exemple, les pièces à haute résistance sont placées dans les lamelles les plus extérieures d'une poutre, là où les contraintes de flexion sont les plus importantes, tandis que pour les colonnes et les éléments de traction, les lamelles les plus résistantes sont réparties de manière plus égale. Ce mélange des caractéristiques de résistance est connu sous le nom de combinaison de grades et garantit une performance constante du produit fini. Les laminés sont collés sous pression à l'aide d'un adhésif imperméable. Voir la figure 3.7 ci-dessous pour une représentation schématique de la fabrication du lamellé-collé. Les poutres en lamellé-collé peuvent également être cambrées, ce qui signifie qu'elles peuvent être produites avec un léger arc vers le haut afin de réduire la déflexion sous les charges de service. Une cambrure typique est de 2 à 4 mm par mètre de longueur. Le bois lamellé-collé est fabriqué pour répondre aux exigences de la norme CSA O122 Structural GluedLaminated Timber.
Contrôle de la qualité
Le bois lamellé-collé est un produit d'ingénierie qui exige un contrôle de qualité rigoureux à tous les stades de la fabrication. Les usines de fabrication certifiées respectent les normes de contrôle de la qualité qui régissent le classement du bois, l'assemblage par entures multiples, le collage et la finition. Les fabricants canadiens de bois lamellé-collé doivent être qualifiés et certifiés conformément à la norme CSA O177, Code de qualification des fabricants de bois de charpente lamellé-collé. Cette norme définit des lignes directrices obligatoires pour l'équipement, la fabrication, les essais et les procédures d'archivage. En tant que procédure de fabrication obligatoire, des tests doivent être effectués régulièrement à plusieurs étapes critiques de la fabrication, et les résultats des tests doivent être consignés. Par exemple, des échantillons représentatifs sont testés pour vérifier l'adéquation du collage et tous les joints d'extrémité sont soumis à des essais de contrainte pour s'assurer que chaque joint dépasse les exigences de conception. Chaque élément fabriqué fait l'objet d'un enregistrement d'assurance qualité indiquant les résultats des tests de collage, la classification du bois, les tests des joints d'extrémité et les conditions de stratification pour chaque élément fabriqué, y compris le taux d'étalement de la colle, le temps d'assemblage, les conditions de durcissement et le temps de durcissement. En outre, des audits de qualité obligatoires sont réalisés par des organismes de certification indépendants afin de s'assurer que les procédures en vigueur dans l'usine sont conformes aux exigences de la norme de fabrication. Un certificat de conformité aux normes de fabrication pour une commande de lamellé-collé donnée est disponible sur demande.
Essence de bois lamellé-collé
Le bois lamellé-collé est principalement produit au Canada à partir de deux groupes d'essences : le douglas, le mélèze et l'épicéa. Des essences de sapin sont également utilisées occasionnellement.
| Bois lamellé-collé canadien - Espèces commerciales |
| Désignation du groupe d'espèces commerciales |
Espèces en combinaison |
Caractéristiques du bois |
| Sapin de Douglas-Mélèze (D.Fir-L) |
Douglas, mélèze de l'Ouest |
Bois similaires en termes de résistance et de poids. Dureté élevée et bonne résistance à la pourriture. Bonne tenue des clous, bonne aptitude au collage et à la peinture. La couleur va du brun rougeâtre au blanc jaunâtre. |
| Hémérocalle |
Ciguë de l'Ouest, sapin d'Amérique, sapin de Douglas |
Bois légers qui se travaillent facilement, prennent bien la peinture et tiennent bien les clous. Bonnes caractéristiques de collage. La gamme de couleurs s'étend du jaune-brun au blanc. |
| Épicéa-Pin |
Épicéa (toutes les espèces sauf l'épicéa de Sitka), pin tordu, pin gris |
Bois aux caractéristiques similaires, ils se travaillent facilement, prennent aisément la peinture et tiennent bien les ongles. Généralement de couleur blanche à jaune pâle. |
Classes de résistance du bois lamellé-collé
Lors de la spécification des produits canadiens en bois lamellé-collé, il est nécessaire d'indiquer à la fois la classe de contrainte et la classe d'aspect requises. La spécification de la classe de contrainte appropriée dépend de l'utilisation finale prévue de l'élément : poutre, poteau ou élément de traction, comme le montre le tableau 2.
| Tableau 2 : Bois lamellé-collé canadien - degrés de contrainte |
| Niveau de stress |
Espèces |
Description |
| Grades de pliage |
20f-E et 20f-EX |
D.Sapin-L ou Pin-Épicéa |
Utilisé pour les éléments sollicités principalement en flexion (poutres) ou en flexion et charge axiale combinées. |
| 24f-E et 24f-EX |
D.Fir-L ou Hem-Fir |
Spécifier EX lorsque les éléments sont soumis à des moments positifs et négatifs ou lorsqu'ils sont soumis à des charges combinées de flexion et axiales, comme les arcs et les membrures supérieures des fermes. |
| Grades de compression |
16c-E 12c-E |
D.Sapin-L Épicéa |
Utilisé pour les éléments sollicités principalement en compression axiale, tels que les colonnes. |
| Grades de tension |
18t-E 14t-E |
D.Sapin-L Épicéa |
Utilisé pour les éléments soumis principalement à une tension axiale, tels que les membrures inférieures des poutrelles. |
Pour les grades de flexion 20f-E, 20f-EX, 24f-E et 24f-EX, les chiffres 20 et 24 indiquent la contrainte de flexion admissible en unités impériales (2000 et 2400 livres par pouce carré). De même, les descriptions des qualités de compression, 16c-E et 12c-E, et des qualités de tension, 18t-E et 14t-E, indiquent les contraintes de compression et de tension admissibles. Le "E" indique que la rigidité de la plupart des laminés doit être testée à la machine. Les lettres minuscules indiquent l'utilisation du grade comme suit : "f" pour les éléments de flexion, "c" pour les éléments de compression et "t" pour les éléments de traction. Les qualités de contrainte avec la désignation EX (20f-EX et 24f-EX) sont spécifiquement conçues pour les cas où les éléments de flexion sont soumis à des inversions de contrainte. Dans ces cas, les exigences de laminage du côté de la tension sont le reflet de celles du côté de la compression. Contrairement aux bois sciés classés visuellement, pour lesquels il existe une corrélation entre l'apparence et la résistance, il n'y a pas de relation entre les niveaux de contrainte et les niveaux d'apparence du bois lamellé-collé, puisque la surface exposée peut être modifiée ou réparée sans affecter les caractéristiques de résistance.
Contrôle de l'humidité du bois lamellé-collé
Le fendillement du bois est dû au retrait différentiel des fibres du bois dans les parties internes et externes d'une pièce de bois. Le bois lamellé-collé est fabriqué à partir de lamelles dont le taux d'humidité est compris entre 7 et 15 %. Comme cette fourchette se rapproche des conditions d'humidité de la plupart des utilisations finales, le contrôle est minime dans les éléments en lamellé-collé. Des méthodes de transport, de stockage et de construction appropriées permettent d'éviter les variations rapides de la teneur en humidité des éléments lamellés-collés. De fortes variations de la teneur en humidité peuvent résulter de l'application soudaine de chaleur à des bâtiments en construction par temps froid, ou de l'exposition d'éléments non protégés à des conditions alternativement humides et sèches, comme cela peut se produire pendant le transport et l'entreposage. Le bois lamellé-collé canadien reçoit généralement une couche de scellant protecteur avant d'être expédié et est enveloppé pour le protéger pendant le transport et le montage. L'emballage doit être laissé en place aussi longtemps que possible et idéalement jusqu'à ce qu'une protection permanente contre les intempéries soit mise en place. Pendant le stockage sur le chantier, le bois lamellé-collé doit être entreposé au-dessus du sol et des blocs d'espacement doivent être placés entre les éléments. En cas de retard dans la construction, l'emballage doit être coupé sur la face inférieure afin d'éviter l'accumulation de condensation.
Traitement et scellement du bois lamellé-collé
Le traitement conservateur n'est pas souvent nécessaire, mais il doit être spécifié pour toute application susceptible d'entrer en contact avec le sol. Il convient de demander au fabricant des conseils sur le traitement conservateur approprié. Le bois lamellé-collé non traité peut être utilisé dans des environnements humides tels que les piscines, les pistes de curling ou les bâtiments industriels qui utilisent de l'eau dans leur processus de fabrication. Lorsque les extrémités des éléments en bois lamellé-collé risquent d'être mouillées, il convient de prévoir des surplombs ou des solins de protection. Dans les applications où le contact direct avec l'eau n'est pas un facteur, un scellant appliqué en usine empêchera les variations importantes de la teneur en humidité. L'enduit alkyde appliqué en usine sur les éléments en bois lamellé-collé offre une protection suffisante pour la plupart des applications à forte humidité. Le bois étant résistant à la corrosion, le bois lamellé-collé est utilisé dans de nombreux environnements corrosifs tels que les dômes de stockage de sel et les entrepôts de potasse.
Formes courantes de lamellé-collé
Pour plus d'informations sur les différents fabricants de bois lamellé-collé au Canada, veuillez consulter les liens suivants :
Archipel de l'Ouest
Mercer Mass Timber
Structures nordiques
Goodfellow
Kalesnikoff Bois de charpente
Élément5
