Pendant de nombreuses années, les valeurs de calcul des bois de construction canadiens ont été déterminées en testant de petits échantillons clairs. Bien que cette approche ait bien fonctionné dans le passé, certains éléments indiquaient qu'elle ne reflétait pas toujours avec exactitude le comportement en service d'un élément de taille normale.
À partir des années 1970, de nouvelles données ont été recueillies sur le bois d'œuvre calibré en grandeur réelle, connu sous le nom d'essais en cours de fabrication. Au début des années 1980, l'industrie canadienne du bois a mené un important programme de recherche dans le cadre du Programme des propriétés du bois du Conseil canadien du bois, portant sur les propriétés de résistance à la flexion, à la traction et à la compression parallèle au fil du bois de 38 mm d'épaisseur (2 pouces nominaux) pour tous les groupes d'essences canadiennes commercialement importants. Le Lumber Properties Program a été mené en coopération avec l'industrie américaine dans le but de vérifier la corrélation de la classification des bois d'œuvre d'une usine à l'autre, d'une région à l'autre et entre le Canada et les États-Unis.
Le programme d'essais au sol a consisté à tester des milliers de pièces de bois de construction jusqu'à leur destruction afin de déterminer leurs caractéristiques en service. Il a été convenu que ce programme d'essai devait simuler, aussi fidèlement que possible, les conditions structurelles d'utilisation finale auxquelles le bois serait soumis.
Après avoir été conditionnés à un taux d'humidité d'environ 15 %, les échantillons ont été soumis à une charge à court et à long terme conformément à la norme ASTM D4761. Des échantillons de bois de trois dimensions : 38 x 89 mm, 38 x 184 mm et 38 x 235 mm (2 x 4 po, 2 x 8 po et 2 x 10 po) ont été sélectionnés dans toutes les régions de culture du Canada pour les trois groupes d'essences commerciales les plus importants : épicéa-pin-sapin (S-P-F), sapin de Douglas-mélèze (D.Fir-L) et sapin-épicéa. Les essences Select Structural, No.1, No.2, No.3, ainsi que les essences de charpente légère, ont été échantillonnées en flexion. Les qualités Select Structural, No.1 et No.2 ont été évaluées en traction et en compression parallèlement au fil. Plusieurs essences de moindre volume ont également été évaluées à des intensités d'échantillonnage plus faibles.
Les essais sur le terrain ont permis d'établir de nouvelles relations entre les essences, les dimensions et les qualités. La base de données des résultats du bois de construction a été examinée afin d'établir les tendances des propriétés de flexion, de tension et de compression parallèles au grain, en fonction de la taille et de la qualité de l'élément. Ces études ont servi de base à l'extension des résultats à l'ensemble des qualités de bois d'œuvre et des dimensions des éléments décrits dans la norme CSA O86. Au Canada, la norme CSA O86 et le Code national du bâtiment du Canada (CNB) ont adopté les résultats du Programme des propriétés du bois de sciage. Les données ont également été utilisées pour mettre à jour les valeurs de calcul aux États-Unis.
Les données scientifiques issues du Lumber Properties Program ont démontré :
- une corrélation étroite entre les propriétés de résistance du bois de dimension n° 1 et n° 2 classé visuellement ;
- une bonne corrélation dans l'application des règles de classement d'une usine à l'autre et d'une région à l'autre ; et
- une diminution de la résistance relative à mesure que la taille augmente (effet de taille) - par exemple, la résistance unitaire à la flexion d'un élément de 38 × 89 mm (2 x 4 pouces) est supérieure à celle d'un élément de 38 × 114 mm (2 x 6 pouces).
Suite à ce programme d'essais, la norme ASTM D1990, basée sur un consensus, a été élaborée et publiée. Les données relatives à la flexion, à la traction parallèle au grain, à la compression parallèle au grain et au module d'élasticité continuent d'être analysées conformément à cette norme.
Contrairement au bois d'œuvre classé visuellement, dont les propriétés de résistance anticipées sont déterminées à partir de l'évaluation d'une pièce sur la base de l'aspect visuel et de la présence de défauts tels que les nœuds, les flaches ou l'inclinaison du grain, les caractéristiques de résistance du bois d'œuvre classé par contrainte mécanique (MSR) sont déterminées en appliquant des forces à un élément et en mesurant réellement la rigidité d'une pièce particulière. Lorsque le bois est introduit en continu dans l'équipement d'évaluation mécanique, la rigidité est mesurée et enregistrée par un petit ordinateur, et la résistance est évaluée par des méthodes de corrélation. Le classement MSR peut être effectué à des vitesses allant jusqu'à 365 m (1000 ft) par minute, y compris l'apposition d'une marque de classement MSR. Le bois de MSR fait également l'objet d'un contrôle visuel des propriétés autres que la rigidité qui pourraient affecter l'adéquation d'une pièce donnée. Étant donné que la rigidité de chaque pièce est mesurée individuellement et que la résistance est mesurée sur des pièces sélectionnées dans le cadre d'un programme de contrôle de la qualité, le bois de MSR peut se voir attribuer des résistances de conception spécifiées plus élevées que le bois de dimension classé visuellement.
Pour plus d'informations, consultez les ressources suivantes :
Canadian Lumber Properties (Conseil canadien du bois)
ASTM D1990 Standard Practice for Establishing Allowable Properties for Visually-Graded Dimension Lumber from In-Grade Tests of Full-Size Specimens (Pratique standard pour l'établissement des propriétés admissibles pour le bois de dimension à classement visuel à partir d'essais en cours sur des spécimens de taille normale)
ASTM D4761 Standard Test Methods for Mechanical Properties of Lumber and Wood-Based Structural Materials (Méthodes de test standard pour les propriétés mécaniques du bois de construction et des matériaux structuraux à base de bois)
Autorité nationale de classification des bois (NLGA)
