Les produits de construction et le secteur du bâtiment dans son ensemble ont un impact significatif sur l'environnement. Les instruments politiques et les forces du marché poussent de plus en plus les gouvernements et les entreprises à documenter et à rendre compte des impacts environnementaux et à suivre les améliorations. L'analyse du cycle de vie (ACV) est un outil qui permet de comprendre les aspects environnementaux liés à la construction, à la rénovation et à la modernisation des bâtiments et des ouvrages de génie civil. L'ACV est un outil d'aide à la décision qui permet d'identifier les approches de conception et de construction qui améliorent les performances environnementales.

Plusieurs juridictions européennes, dont l'Allemagne, Zurich et Bruxelles, ont rendu l'ACV obligatoire avant la délivrance d'un permis de construire. En outre, l'application de l'ACV à la conception des bâtiments et à la sélection des matériaux est une composante des systèmes d'évaluation des bâtiments écologiques. L'ACV peut être utile aux fabricants, aux architectes, aux constructeurs et aux agences gouvernementales en fournissant des informations quantitatives sur les impacts environnementaux potentiels et en fournissant des données permettant d'identifier les domaines à améliorer.

L'ACV est une approche basée sur la performance pour évaluer les aspects environnementaux liés à la conception et à la construction des bâtiments. L'ACV peut être utilisée pour comprendre les impacts environnementaux potentiels d'un produit ou d'une structure à chaque étape de sa vie, depuis l'extraction des ressources ou l'acquisition des matières premières, le transport, la transformation et la fabrication, la construction, l'exploitation, l'entretien et la rénovation jusqu'à la fin de vie.

L'ACV est une méthodologie scientifique internationalement reconnue qui existe sous d'autres formes depuis les années 1960. Les exigences et les orientations relatives à la réalisation d'une ACV ont été établies par le biais de normes internationales consensuelles, à savoir les normes ISO 14040 et ISO 14044. L'ACV prend en compte tous les flux d'entrée et de sortie (matériaux, énergie, ressources) associés à un système de produit donné. Il s'agit d'une procédure itérative qui comprend la définition des objectifs et du champ d'application, l'analyse de l'inventaire, l'évaluation de l'impact et l'interprétation.

L'analyse des stocks, également connue sous le nom d'inventaire du cycle de vie (ICV), consiste à collecter des données et à suivre tous les flux d'entrée et de sortie au sein d'un système de produits. Des bases de données publiques sur l'ICV, telles que la base de données américaine sur l'inventaire du cycle de vie, sont accessibles gratuitement afin d'obtenir ces données. Au cours de la phase d'évaluation de l'impact de l'ACV, les flux de l'ICV sont traduits en catégories d'impact potentiel sur l'environnement à l'aide de techniques de modélisation environnementale théoriques et empiriques. L'ACV permet de quantifier les impacts environnementaux potentiels et les aspects d'un produit, tels que :

• Potentiel de réchauffement de la planète ;
• Potentiel d'acidification ;
• Potentiel d'eutrophisation ;
• Potentiel d'appauvrissement de la couche d'ozone ;
• Potentiel de smog ;
• Consommation d'énergie primaire ;
• la consommation de ressources matérielles ; et
• Production de déchets dangereux et non dangereux.

Les concepteurs de bâtiments disposent d'outils d'ACV accessibles au public et conviviaux. Ces outils permettent aux concepteurs d'obtenir rapidement des informations sur l'impact potentiel sur l'environnement d'une large gamme d'assemblages génériques de bâtiments ou d'élaborer eux-mêmes des évaluations complètes du cycle de vie des bâtiments. Les logiciels d'ACV offrent aux professionnels du bâtiment des outils puissants pour calculer les impacts potentiels du cycle de vie des produits ou assemblages de construction et effectuer des comparaisons environnementales.

Il est également possible d'utiliser l'ACV pour effectuer des comparaisons objectives entre des matériaux, des assemblages et des bâtiments entiers, mesurées sur les cycles de vie respectifs et basées sur des indicateurs environnementaux quantifiables. L'ACV permet de comparer les compromis environnementaux associés au choix d'un matériau ou d'une solution de conception par rapport à un autre et, par conséquent, fournit une base efficace pour comparer les implications environnementales relatives de scénarios de conception de bâtiments alternatifs.

Une ACV qui examine d'autres options de conception doit garantir l'équivalence fonctionnelle. Chaque scénario de conception envisagé, y compris l'ensemble du bâtiment, doit répondre aux exigences du code du bâtiment et offrir un niveau minimum de performance technique ou d'équivalence fonctionnelle. Pour quelque chose d'aussi complexe qu'un bâtiment, cela signifie qu'il faut suivre et comptabiliser les intrants et les extrants environnementaux pour la multitude d'assemblages, de sous-assemblages et de composants de chaque option de conception. La longévité d'un système de construction a également un impact sur la performance environnementale. Les bâtiments en bois peuvent rester en service pendant de longues périodes s'ils sont conçus, construits et entretenus correctement.

De nombreuses études d'ACV dans le monde entier ont démontré que les produits et systèmes de construction en bois peuvent présenter des avantages environnementaux par rapport à d'autres matériaux et méthodes de construction. FPInnovations a réalisé une ACV d'un bâtiment de quatre étages au Québec construit en bois lamellé-croisé (CLT). L'étude a évalué comment la conception en CLT se comparerait à un bâtiment fonctionnellement équivalent en béton et en acier de la même surface de plancher, et a révélé une performance environnementale améliorée dans deux des six catégories d'impact, et une performance équivalente dans les autres catégories. En outre, en fin de vie, les produits biosourcés peuvent faire partie d'un système de produits ultérieurs lorsqu'ils sont réutilisés, recyclés ou récupérés pour produire de l'énergie, ce qui peut réduire les incidences sur l'environnement et contribuer à l'économie circulaire.

Cycle de vie des produits de construction en bois

Source des photos : CEI-Bois

Pour plus d'informations, consultez les ressources suivantes :

www.naturallywood.com

Institut des matériaux durables Athena

Construire pour un environnement et une économie durables (BEES)

FPInnovations. Analyse comparative du cycle de vie de deux bâtiments résidentiels à plusieurs étages : Cross-Laminated Timber vs. Concrete Slab and Column with Light Gauge Steel Walls, 2013.

Conseil américain du bois

Base de données de l'inventaire du cycle de vie aux États-Unis

ISO 14040 Gestion de l'environnement - Analyse du cycle de vie - Principes et cadre

ISO 14044 Gestion de l'environnement - Analyse du cycle de vie - Exigences et lignes directrices

Le Code national du bâtiment du Canada (CNB) définit la sécurité incendie dans l'objectif OS1 : "l'un des objectifs du présent code est de limiter la probabilité qu'en raison de la conception ou de la construction du bâtiment, une personne se trouvant dans le bâtiment ou à proximité de celui-ci soit exposée à un risque inacceptable de blessure due à un incendie".

En termes plus simples, la sécurité incendie est la réduction du risque d'atteinte à la vie du fait d'un incendie dans un bâtiment. Bien que le risque d'être tué ou blessé dans un incendie ne puisse être complètement éliminé, la sécurité incendie dans un bâtiment peut être obtenue grâce à des caractéristiques de conception éprouvées visant à réduire au maximum le risque de dommages causés aux personnes par le feu.

Concevoir un bâtiment pour garantir un risque minimal ou pour atteindre un niveau prescrit de sécurité contre l'incendie est plus complexe que la simple considération des matériaux de construction qui seront utilisés dans la construction du bâtiment, puisque tous les matériaux de construction sont affectés par le feu. De nombreux facteurs doivent être pris en compte, notamment l'utilisation du bâtiment, le nombre d'occupants, la facilité avec laquelle ils peuvent sortir du bâtiment en cas d'incendie et la manière dont un incendie peut être circonscrit.

Même les matériaux qui ne résistent pas au feu ne garantissent pas la sécurité d'une structure. L'acier, par exemple, perd rapidement sa résistance lorsqu'il est chauffé et sa limite d'élasticité diminue considérablement à mesure qu'il absorbe la chaleur, ce qui met en péril la stabilité de la structure. Un système de plancher à poutrelles en acier formé à froid, non protégé, se rompt en moins de 10 minutes selon les méthodes d'essai d'exposition au feu en laboratoire, alors qu'un système de plancher à poutrelles en bois, non protégé, peut durer jusqu'à 15 minutes. Le béton armé n'est pas non plus à l'abri du feu. Le béton s'effrite sous l'effet de températures élevées, exposant l'armature en acier et affaiblissant les éléments structurels. Par conséquent, il est généralement admis qu'il n'existe pas de bâtiment à l'épreuve du feu.

Le CNB ne réglemente que les éléments qui font partie de la construction du bâtiment. Le contenu d'un bâtiment n'est généralement pas réglementé par le CNB, mais dans certains cas, il est réglementé par le Code national de prévention des incendies du Canada (CNPI).

La classification des bâtiments ou parties de bâtiments en fonction de leur utilisation prévue tient compte des éléments suivants :

• la quantité et le type de contenu combustible susceptible d'être présent (charge d'incendie potentielle) ;
• le nombre de personnes susceptibles d'être exposées à la menace d'un incendie ;
• la superficie du bâtiment ; et
• la hauteur du bâtiment.

Cette classification est le point de départ pour déterminer quelles exigences de sécurité incendie s'appliquent à un bâtiment particulier. La classification de l'occupation d'un bâtiment au sein du CNB est déterminante :

• le type de construction du bâtiment ;
• le niveau de protection contre les incendies ; et
• le degré de protection structurelle contre la propagation du feu entre les parties d'un bâtiment qui sont utilisées à des fins différentes.

Les incendies peuvent survenir dans n'importe quel type de structure. La gravité d'un incendie dépend toutefois de la capacité de la construction à.. :

• confiner le feu ;
• limiter les effets d'un incendie sur la structure porteuse ; et
• contrôler la propagation des fumées et des gaz.

À des degrés divers, tout type de construction peut être conçu comme un système (combinaison d'ensembles de construction) pour limiter les effets du feu. Les occupants disposent ainsi de suffisamment de temps pour évacuer le bâtiment et les pompiers pour accomplir leur mission en toute sécurité.

La sécurité des occupants dépend également d'autres paramètres tels que la détection, les voies d'évacuation et l'utilisation de systèmes d'extinction automatique d'incendie tels que les sprinklers. Ces concepts constituent la base des exigences du CNB.

Pour plus d'informations, consultez les ressources suivantes :

Manuel de conception du bois (Conseil canadien du bois)

Conception de la sécurité incendie dans les bâtiments (Conseil canadien du bois)

Code national du bâtiment du Canada

Code national de prévention des incendies du Canada

CSA O86, Conception technique en bois

Fitzgerald, Robert W., Fundamentals of Fire Safe Building Design, Fire Protection Handbook, National Fire Protection Association, Quincy, MA, 1997.

Watts, J.M. (Jr) ; Systems Approach to Fire-Safe Building Design, Fire Protection Handbook, National Fire Protection Association, Quincy, MA, 2008.

Rowe, W.D. ; Assessing the Risk of Fire Systemically ASTM STP 762, Fire Risk Assessment, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA, 1982.

La propagation de la flamme est avant tout une caractéristique de combustion superficielle des matériaux, et l'indice de propagation de la flamme est un moyen de comparer la vitesse de propagation de la flamme à la surface d'un matériau par rapport à un autre.

Les exigences en matière d'indice de propagation de la flamme sont appliquées dans le Code national du bâtiment du Canada (CNB), principalement pour réglementer les finitions intérieures.

Tout matériau faisant partie de l'intérieur du bâtiment et directement exposé est considéré comme une finition intérieure. Cela comprend les revêtements intérieurs, les sols, les moquettes, les portes, les garnitures, les fenêtres et les éléments d'éclairage.

Si aucun revêtement n'est installé du côté intérieur d'un mur extérieur d'un bâtiment, les surfaces intérieures de l'assemblage mural sont considérées comme la finition intérieure, par exemple, une construction à poteaux et à poutres non finie. De même, si aucun plafond n'est installé sous un plancher ou un toit, le tablier et les éléments structurels exposés non finis sont considérés comme la finition intérieure du plafond.

La méthode d'essai normalisée à laquelle le CNB fait référence pour la détermination des indices de propagation de la flamme est la norme CAN/ULC-S102, publiée par ULC Standards.

L'annexe D-3 de la division B du CNB fournit des informations relatives aux indices génériques de propagation de la flamme et aux classifications des fumées de divers matériaux de construction.

Les informations ne sont fournies que pour les matériaux génériques pour lesquels des données d'essai au feu exhaustives sont disponibles (cf. Tableau 1 ci-dessous). Par exemple, le bois d'œuvre, quelle que soit l'essence, et le contreplaqué de sapin de Douglas, de peuplier et d'épicéa, d'une épaisseur au moins égale à celles indiquées, se voient attribuer un indice de propagation de la flamme de 150.

En général, pour les produits en bois d'une épaisseur allant jusqu'à 25 mm (1 po), l'indice de propagation de la flamme diminue avec l'épaisseur. Les valeurs indiquées dans l'annexe D du CNB sont prudentes car elles sont destinées à couvrir une large gamme de matériaux. Des essences et des épaisseurs spécifiques peuvent avoir des valeurs bien inférieures à celles indiquées dans l'annexe D.

L'American Wood Council fournit des informations complémentaires dans sa publication Design for Code Acceptance, DCA 1 Flame Spread Performance of Wood Products for the U.S. (Conception pour l'acceptation du code).

Normalement, la finition de la surface et le matériau sur lequel elle est appliquée contribuent tous deux à la performance globale de propagation de la flamme. La plupart des revêtements de surface tels que la peinture et le papier peint ont généralement une épaisseur inférieure à 1 mm et ne contribuent pas de manière significative à l'indice global.

C'est pourquoi le CNB attribue le même indice de propagation de la flamme et de dégagement de fumée aux matériaux courants tels que le contreplaqué, le bois de construction et les plaques de plâtre, qu'ils soient bruts ou recouverts de peinture, de vernis ou de papier peint cellulosique.

Il existe également des peintures et des revêtements ignifuges spéciaux qui peuvent réduire considérablement l'indice de propagation de la flamme d'une surface intérieure. Ces revêtements sont particulièrement utiles lors de la réhabilitation d'un bâtiment ancien pour réduire l'indice de propagation de la flamme des matériaux de finition à des niveaux acceptables, en particulier pour les zones nécessitant un indice de propagation de la flamme inférieur ou égal à 25.

En général, le CNB fixe l'indice maximal de propagation de la flamme pour les finitions intérieures des murs et des plafonds à 150, ce qui peut être respecté par la plupart des produits en bois.

Par exemple, le contreplaqué de sapin Douglas de 6 mm (1/4 po) peut être brut, peint, verni ou recouvert d'un papier peint cellulosique conventionnel. Cette solution a été jugée acceptable sur la base d'une expérience réelle en matière d'incendie.

Cela signifie que dans toutes les zones où un indice de propagation de la flamme de 150 est autorisé, la majorité des produits en bois peuvent être utilisés comme finitions intérieures sans exigences particulières en matière de traitements ou de revêtements ignifuges.

Lors d'un incendie dans une pièce, le revêtement de sol est généralement le dernier élément à s'enflammer, car la couche d'air la plus froide se trouve près du sol. C'est pourquoi le CCNB, comme la plupart des autres codes, ne réglemente pas l'indice de propagation de la flamme des revêtements de sol, à l'exception de certaines zones essentielles dans les bâtiments de grande hauteur :

• sort ;
• les couloirs ne se trouvent pas dans les suites ;
• les cabines d'ascenseurs ; et,
• les espaces de service.

Les matériaux de revêtement de sol traditionnels, tels que les parquets et les moquettes, peuvent être utilisés presque partout dans les bâtiments, quel que soit leur type de construction.

Pour plus d'informations, consultez les ressources suivantes :

Manuel de conception du bois (Conseil canadien du bois)

Conception de la sécurité incendie dans les bâtiments (Conseil canadien du bois)

Code national du bâtiment du Canada

Code national de prévention des incendies du Canada

CSA O86, Conception technique en bois

CAN/ULC-S102 Méthode normalisée d'essai des caractéristiques de combustion superficielle des matériaux de construction et des assemblages

Conseil américain du bois

Tableau 1 : Indices de propagation de la flamme et classifications de développement de la fumée attribués

Indices d'inflammabilité de surface et de propagation de la flamme

Dans le Code national du bâtiment du Canada (CNB), le " degré de résistance au feu " est défini en partie comme suit : "le temps en minutes ou en heures pendant lequel un matériau ou un assemblage de matériaux résiste au passage des flammes et à la transmission de la chaleur lorsqu'il est exposé au feu dans des conditions d'essai et selon des critères de performance spécifiés..."

Le degré de résistance au feu est la durée, en minutes ou en heures, pendant laquelle un matériau ou un assemblage de matériaux résiste au passage des flammes et à la transmission de la chaleur lorsqu'il est exposé au feu dans des conditions d'essai et selon des critères de performance spécifiés, ou tel que déterminé par extension ou interprétation des informations qui en découlent, comme le prescrit le CNB.

Les critères d'essai et d'acceptation mentionnés dans le CNB sont contenus dans une méthode d'essai au feu normalisée, CAN/ULC-S101, publiée par ULC Standards.

Les assemblages horizontaux tels que les planchers, les plafonds et les toits sont testés pour l'exposition au feu par le dessous uniquement. Cela s'explique par le fait qu'un incendie dans le compartiment inférieur représente la menace la plus grave. C'est la raison pour laquelle le degré de résistance au feu doit être mesuré uniquement à partir de la face inférieure de l'ensemble. Le degré de résistance au feu de l'ensemble testé indiquera, dans le cadre des limites de conception, les conditions de retenue de l'essai. Lors de la sélection d'un degré de résistance au feu, il est important de s'assurer que les conditions de contrainte de l'essai sont les mêmes que celles de la construction sur le terrain. Les assemblages à ossature bois sont normalement testés sans contrainte d'extrémité afin de correspondre à la pratique normale de la construction.

Les cloisons ou les murs intérieurs qui doivent avoir un degré de résistance au feu doivent être évalués de la même manière de chaque côté, car un incendie peut se développer de n'importe quel côté de la séparation coupe-feu. Elles sont normalement conçues de manière symétrique. S'ils ne sont pas symétriques, le degré de résistance au feu de l'ensemble est déterminé sur la base d'essais effectués du côté le plus faible. Pour un mur porteur, l'essai exige que la charge maximale autorisée par les normes de conception soit superposée à l'ensemble. La plupart des murs à ossature bois sont testés et répertoriés comme porteurs. Cela leur permet d'être utilisés à la fois dans des applications porteuses et non porteuses.

Les listes pour les murs porteurs à ossature bois peuvent être utilisées pour les cas non porteurs puisque les mêmes ossatures sont utilisées dans les deux cas. Le chargement pendant l'essai est critique car il affecte la capacité de l'assemblage mural à rester en place et à remplir sa fonction de prévention de la propagation du feu. La perte de résistance des montants résultant de températures élevées ou de la combustion réelle d'éléments structurels entraîne une déformation. Cette déformation affecte la capacité des membranes de protection des murs (plaques de plâtre) à rester en place et à contenir le feu. Le degré de résistance au feu des murs porteurs est généralement inférieur à celui d'un mur non porteur de conception similaire.

Les murs extérieurs n'ont besoin d'être classés que pour l'exposition au feu depuis l'intérieur d'un bâtiment. En effet, l'exposition au feu depuis l'extérieur d'un bâtiment ne risque pas d'être aussi grave que celle d'un incendie dans une pièce ou un compartiment intérieur. Comme ce classement n'est exigé que de l'intérieur, les murs extérieurs ne doivent pas être symétriques.

Le CNB permet à l'autorité compétente d'accepter les résultats d'essais au feu effectués selon d'autres normes. Comme les méthodes d'essai ont peu changé au fil des ans, les résultats basés sur des éditions antérieures ou plus récentes de la norme CAN/ULC-S101 sont souvent comparables. La principale norme américaine en matière de résistance au feu, l'ASTM E119, est très similaire à la norme CAN/ULC-S101. Toutes deux utilisent la même courbe temps-température et les mêmes critères de performance. Les taux de résistance au feu établis conformément à la norme ASTM E119 sont généralement acceptés par les autorités canadiennes. L'acceptation par l'autorité compétente des résultats des essais basés sur ces normes dépend principalement de la familiarité de l'autorité avec ces normes.

Les laboratoires d'essais et les fabricants publient également des informations sur des listes exclusives d'assemblages qui décrivent les matériaux utilisés et les méthodes d'assemblage. Une multitude d'essais de résistance au feu ont été réalisés au cours des 70 dernières années par des laboratoires nord-américains. Les résultats sont disponibles sous forme de listes ou de rapports de conception par l'intermédiaire de :

• APA
• Intertek
• Laboratoires QAI
• Société PSF
• Laboratoires des assureurs du Canada
• Underwriters' Laboratories Incorporated (Laboratoires des assureurs)

En outre, les fabricants de produits de construction publient les résultats d'essais de résistance au feu sur des assemblages incorporant leurs propres produits (par exemple, le Gypsum Association's GA-600 Manuel de conception de la résistance au feu).

Le CNB contient des informations génériques sur les degrés de résistance au feu des assemblages et éléments en bois. Il s'agit notamment de tableaux de résistance au feu et au bruit décrivant divers assemblages de murs et de planchers constitués de matériaux de construction génériques, auxquels sont attribués des degrés de résistance au feu spécifiques. Au cours des deux dernières décennies, le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) a mené un certain nombre de grands projets de recherche sur les murs et les planchers à ossature légère, portant à la fois sur la résistance au feu et sur la transmission du son. Le CNB dispose ainsi de centaines de murs et de planchers différents auxquels sont attribués des degrés de résistance au feu et des indices de transmission du son. Ces résultats sont publiés dans le tableau A-9.10.3.1.A. Résistance au feu et au bruit des murs et le tableau A-9.10.3.1.B Résistance au feu et au bruit des planchers, plafonds et toits du CNB. Les assemblages décrits n'ont pas tous fait l'objet d'essais. Les degrés de résistance au feu de certains assemblages ont été extrapolés à partir d'essais de résistance au feu effectués sur des assemblages de murs similaires. Les listes sont utiles parce qu'elles offrent aux concepteurs des solutions standard. Elles peuvent cependant limiter l'innovation car les concepteurs utilisent des assemblages qui ont déjà été testés plutôt que de payer pour faire évaluer de nouveaux assemblages. Les assemblages répertoriés doivent être utilisés avec les mêmes matériaux et les mêmes méthodes d'installation que ceux qui ont été testés.

La section précédente sur les degrés de résistance au feu traite de la détermination des degrés de résistance au feu à partir d'essais normalisés. D'autres méthodes de détermination des degrés de résistance au feu sont également autorisées. Les méthodes alternatives de détermination des degrés de résistance au feu sont contenues dans le CNB, division B, annexe D, classements des performances en matière de résistance au feu. Ces méthodes de calcul alternatives peuvent remplacer les essais de résistance au feu propriétaires coûteux. Dans certains cas, elles permettent d'appliquer des exigences moins strictes en matière d'installation et de conception, telles que d'autres détails de fixation pour les plaques de plâtre et l'autorisation d'ouvertures dans les membranes de plafond pour les systèmes de ventilation. La section D-2 de l'annexe D de la division B du CNB comprend des méthodes permettant d'attribuer des degrés de résistance au feu aux éléments suivants :

• les murs, les planchers et les toits à ossature en bois dans l'annexe D-2.3 (méthode des composants additifs) ;
• les murs, les planchers et les toits en bois massif de l'annexe D-2.4 ; et,
• poutres et colonnes en bois lamellé-collé à l'annexe D-2.11.

La méthode de calcul alternative la plus pratique comprend des procédures de calcul du degré de résistance au feu des murs, planchers et toits à ossature légère en bois, basées sur des descriptions génériques des matériaux. Cette méthode additive par composants (CAM) peut être utilisée lorsqu'il est clair que le degré de résistance au feu d'un ensemble dépend strictement de la spécification et de la disposition des matériaux pour lesquels il existe des normes reconnues au niveau national. Les ensembles doivent être conformes à toutes les exigences de l'annexe D-2.3 de la division B du CNB. Murs, planchers et toits à ossature bois et acier.

Bien que les informations contenues dans l'annexe D-2.4. portent sur des techniques de construction plus anciennes, l'utilisation de ces assemblages a connu un certain regain et les informations peuvent être particulièrement utiles lors de la réaffectation de bâtiments historiques.

L'annexe D de la division B du CNB comprend également des équations empiriques pour le calcul du degré de résistance au feu des poutres et des poteaux en bois lamellé-collé (glulam), à l'annexe D-2.11. Ces équations ont été élaborées à partir de prévisions théoriques et validées par des résultats d'essais. Les grands éléments en bois ont une résistance au feu inhérente parce que :

• la lenteur de la combustion des gros bois, qui est d'environ 0,6 mm/minute dans des conditions d'essai au feu standard ; et,
• les effets isolants de la couche de charbon, qui protège la partie non brûlée du bois.

Ces facteurs font que les éléments non protégés peuvent rester en place pendant une longue période lorsqu'ils sont exposés au feu. Le CNB reconnaît cette caractéristique et autorise l'utilisation d'éléments en bois non protégés, y compris les planchers et les tabliers de toit, qui respectent les dimensions minimales pour les constructions en bois massif, à la fois là où un degré de résistance au feu de 45 minutes est exigé et dans de nombreux bâtiments incombustibles. La méthode de calcul de l'annexe D permet de déterminer le degré de résistance au feu des poutres et des poteaux en lamellé-collé en fonction de l'exposition au feu sur trois ou quatre côtés.

La formule pour les poteaux ou les poutres qui peuvent être exposés sur trois côtés s'applique uniquement lorsque la face non exposée est le plus petit côté d'un poteau ; il n'existe pas de données expérimentales pour vérifier la formule lorsqu'un côté plus grand n'est pas exposé. Si un poteau est encastré dans un mur ou une poutre dans un plancher, les dimensions complètes de l'élément structurel sont utilisées dans la formule pour l'exposition au feu sur trois côtés. La comparaison des degrés de résistance au feu calculés avec les résultats expérimentaux montre que les valeurs calculées sont très souvent conservatrices. Un concepteur peut déterminer la résistance pondérée d'une poutre ou d'un poteau en se référant à la norme CSA O86 du Conseil canadien du bois (Wood Design Manual).

En outre, la norme CSA O86 comprend une annexe B informative qui fournit une méthode de calcul des degrés de résistance au feu pour les éléments en bois de grande section, tels que les poutres et les colonnes en bois lamellé-collé, les bois lourds sciés massifs et les bois composites structuraux.

De plus amples informations sur le calcul de la résistance au feu des éléments en bois lourds sont disponibles dans la publication de l'American Wood Council. Rapport technique 10 : Calcul de la résistance au feu des éléments en bois exposés (TR10).

Pour plus d'informations, consultez les ressources suivantes :

Manuel de conception du bois (Conseil canadien du bois)

Conception de la sécurité incendie dans les bâtiments (Conseil canadien du bois)

Code national du bâtiment du Canada

Code national de prévention des incendies du Canada

CSA O86, Conception technique en bois

CAN/ULC-S101 Méthode normalisée d'essai de résistance au feu des constructions et des matériaux de construction

ASTM E119 Méthodes d'essai normalisées pour les essais de résistance au feu des constructions et des matériaux de construction

Conseil américain du bois

Sultan, M.A., Séguin, Y.P., et Leroux, P. ; "IRC-IR-764 : Results of Fire Resistance Tests on Full-Scale Floor Assemblies", Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches du Canada, mai 1998.

Sultan, M. A., Latour, J. C., Leroux, P., Monette, R. C., Séguin, Y. P., et Henrie, J. P. ; "RR-184 : Results of Fire Resistance Tests on Full-Scale Floor Assemblies - Phase II ", Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches du Canada, mars 2005.

Sultan, M.A., et Lougheed, G.D. ; "IRC-IR-833 : Results of Fire Resistance Tests on Full-Scale Gypsum Board Assemblies", Institut de recherche en construction, Conseil national de recherches du Canada, août 2002.

Construction en bois lourd

Performance des adhésifs dans le bois abouté dans les assemblages muraux résistants au feu

Séparations coupe-feu et indices de résistance au feu

Une structure doit être conçue pour résister à toutes les charges qui devraient agir sur elle pendant sa durée de vie. Sous l'effet des charges appliquées prévues, la structure doit rester intacte et fonctionner de manière satisfaisante. En outre, la construction d'une structure ne doit pas nécessiter une quantité démesurée de ressources. La conception d'une structure est donc un équilibre entre la fiabilité nécessaire et l'économie raisonnable.

Les produits du bois sont fréquemment utilisés pour fournir les principaux moyens de soutien structurel des bâtiments. L'économie et la solidité de la construction peuvent être obtenues en utilisant des produits du bois comme éléments d'applications structurelles telles que les solives, les montants muraux, les chevrons, les poutres, les poutrelles et les fermes. En outre, les produits de revêtement et de platelage en bois jouent à la fois un rôle structurel en transférant les charges du vent, de la neige, des occupants et du contenu aux principaux éléments structurels, et une fonction d'enveloppe du bâtiment. Le bois peut être utilisé dans de nombreuses formes structurelles telles que les maisons à ossature légère et les petits bâtiments qui utilisent des éléments répétitifs de petite dimension ou dans des systèmes d'ossature structurelle plus grands et plus lourds, tels que la construction en bois de masse, qui est souvent utilisée pour les projets commerciaux, institutionnels ou industriels. La conception technique des composants et systèmes structuraux en bois est basée sur la norme CSA O86.

Au cours des années 1980, la conception des structures en bois au Canada, conformément au Code national du bâtiment du Canada (CNB) et à la norme CSA O86, est passée de la conception des contraintes de travail (WSD) à la conception des états limites (LSD), rendant l'approche de la conception structurelle pour le bois similaire à celle des autres principaux matériaux de construction.

Toutes les approches de conception structurelle exigent les éléments suivants pour la résistance et l'aptitude au service :

Résistance des éléments = Effets des charges de calcul

En utilisant la méthode LSD, la structure et ses composants individuels sont caractérisés par leur résistance aux effets des charges appliquées. Le CNB applique des facteurs de sécurité à la fois au côté résistance et au côté charge de l'équation de conception :

Résistance pondérée = Effet de charge pondéré

La résistance pondérée est le produit d'un facteur de résistance (f) et de la résistance nominale (résistance spécifiée), tous deux indiqués dans la norme CSA O86 pour les matériaux et les assemblages en bois. Le facteur de résistance tient compte de la variabilité des dimensions et des propriétés des matériaux, de l'exécution, du type de défaillance et de l'incertitude dans la prédiction de la résistance. L'effet de la charge pondérée est calculé conformément au CNB en multipliant les charges réelles sur la structure (charges spécifiées) par des facteurs de charge qui tiennent compte de la variabilité de la charge.

Il n'existe pas deux échantillons de bois ou de tout autre matériau ayant exactement la même résistance. Dans tout processus de fabrication, il est nécessaire de reconnaître que chaque pièce fabriquée sera unique. Les charges, telles que la neige et le vent, sont également variables. Par conséquent, la conception structurelle doit tenir compte du fait que les charges et les résistances sont en réalité des groupes de données plutôt que des valeurs uniques. Comme pour tout groupe de données, il existe des attributs statistiques tels que la moyenne, l'écart-type et le coefficient de variation. L'objectif de la conception est de trouver un équilibre raisonnable entre la fiabilité et des facteurs tels que l'économie et l'aspect pratique.

La fiabilité d'une structure dépend d'une série de facteurs qui peuvent être classés comme suit :

• les influences externes telles que les charges et les changements de température ;
• la modélisation et l'analyse de la structure, des interprétations du code, des hypothèses de conception et des autres jugements qui constituent le processus de conception ;
• la solidité et la consistance des matériaux utilisés dans la construction ; et
• la qualité du processus de construction.

L'approche LSD consiste à fournir une résistance adéquate à certains états limites, à savoir la résistance et l'aptitude au service. Les états limites de résistance font référence à la capacité de charge maximale de la structure. Les états limites d'aptitude au service sont ceux qui restreignent l'utilisation et l'occupation normales de la structure, comme une déflexion ou des vibrations excessives. Une structure est considérée comme défaillante ou impropre à l'utilisation lorsqu'elle atteint un état limite au-delà duquel ses performances ou son utilisation sont compromises.

Les états limites pour la conception du bois sont classés dans les deux catégories suivantes :

• Les états limites ultimes (ELU) concernent la sécurité des personnes et correspondent à la capacité de charge maximale. Ils comprennent des défaillances telles que la perte d'équilibre, la perte de capacité de charge, l'instabilité et la rupture ; et
• Les états limites d'aptitude au service (ELAS) concernent les restrictions à l'utilisation normale d'une structure.

Les exemples de SLS comprennent la déflexion, les vibrations et les dommages localisés.

En raison des propriétés naturelles uniques du bois, telles que la présence de nœuds, la flache ou l'inclinaison du grain, l'approche de la conception pour le bois nécessite l'utilisation de facteurs de modification spécifiques au comportement structurel. Ces facteurs de modification sont utilisés pour ajuster les résistances spécifiées dans la norme CSA O86 afin de tenir compte des caractéristiques du matériau propres au bois. Les facteurs de modification couramment utilisés dans le calcul des structures en bois comprennent les effets de la durée de la charge, les effets de système liés aux éléments répétitifs agissant ensemble, les facteurs de conditions de service humides ou sèches, les effets de la taille des éléments sur la résistance et l'influence des produits chimiques et du traitement sous pression.

Les systèmes de construction en bois ont un rapport résistance/poids élevé et les constructions à ossature légère en bois contiennent de nombreux petits connecteurs, le plus souvent des clous, qui offrent une ductilité et une capacité importantes lorsqu'il s'agit de résister à des charges latérales, telles que les tremblements de terre et le vent.

Les murs de cisaillement et les diaphragmes à ossature légère constituent une solution de contreventement latéral très courante et pratique pour les bâtiments en bois. Généralement, le revêtement en bois, le plus souvent du contreplaqué ou des panneaux à copeaux orientés (OSB), qui est spécifié pour résister à la charge de gravité, peut également faire office de système de résistance aux forces latérales. Cela signifie que le revêtement remplit plusieurs fonctions, notamment la distribution des charges aux solives du plancher ou du toit, le contreventement des poutres et des montants pour éviter qu'ils ne se déforment et la résistance latérale aux charges dues au vent et aux tremblements de terre. D'autres systèmes de résistance aux charges latérales sont utilisés dans les bâtiments en bois, notamment les cadres rigides ou les portiques, les contreventements à genoux et les contreventements transversaux.

Un tableau des portées typiques est présenté ci-dessous pour aider le concepteur à choisir un système structurel en bois approprié.

Pour plus d'informations, consultez les ressources suivantes :

Introduction à la conception en bois (Conseil canadien du bois)

Manuel de conception en bois (Conseil canadien du bois)

CSA O86 Conception technique du bois

Code national du bâtiment du Canada

www.woodworks-software.com

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)

Une fondation permanente en bois (CPB) est un système de construction technique qui utilise des murs porteurs extérieurs en bois à ossature légère dans une application sous le niveau du sol. Une fondation permanente en bois se compose d'un mur à colombages et d'une sous-structure de semelle, construits en contreplaqué et en bois d'œuvre traités avec des produits de préservation approuvés, qui soutiennent une superstructure située au-dessus du niveau du sol. En plus de fournir un support structurel vertical et latéral, le système PWF offre une résistance aux flux de chaleur et d'humidité. Les premiers exemples de PWF ont été construits dès 1950 et nombre d'entre eux sont encore utilisés aujourd'hui.

Le PWF est un système technique solide, durable et éprouvé qui présente un certain nombre d'avantages uniques :

• les économies d'énergie résultant de niveaux d'isolation élevés, réalisables grâce à l'application d'une isolation des cavités des montants et d'une isolation extérieure rigide (jusqu'à 20% de transfert de chaleur peuvent se produire à travers les fondations) ;
• un espace de vie sec et confortable grâce à un système de drainage supérieur (qui ne nécessite pas de tuiles pleureuses) ;
• une augmentation de l'espace habitable puisque les cloisons sèches peuvent être fixées directement sur les montants des murs de fondation ;
• résistance à la fissuration due aux cycles de gel/dégel ;
• s'adapte à la plupart des constructions, y compris les vides sanitaires, les annexes et les sous-sols aménagés ;
• un seul corps de métier pour une planification plus efficace de la construction ;
• constructible en hiver avec une protection minimale autour des semelles pour les protéger du gel ;
• une construction rapide, qu'il s'agisse d'une ossature sur place ou d'une préfabrication hors site ;
• les matériaux sont facilement disponibles et peuvent être expédiés efficacement vers les sites de construction ruraux ou éloignés ; et
• une longue durée de vie, sur la base de l'expérience acquise sur le terrain et en ingénierie.

Les MPO conviennent à tous les types de construction à ossature légère couverts par la partie 9 "Logements et petits bâtiments" du Code national du bâtiment du Canada (CNB), c'est-à-dire que les MPO peuvent être utilisés pour des bâtiments d'une hauteur maximale de trois étages au-dessus des fondations et dont la surface de construction ne dépasse pas 600 mètres.². Les MPO peuvent être utilisés comme systèmes de fondation pour les maisons individuelles, les maisons en rangée, les appartements de faible hauteur et les bâtiments institutionnels et commerciaux. Ils peuvent également être conçus pour des projets tels que les vides sanitaires, les ajouts de pièces et les fondations de murs de genoux pour les garages et les maisons préfabriquées.

Il existe trois types différents de PWF : le sous-sol à dalle de béton ou à plancher de bois, le sous-sol à plancher de bois suspendu et le vide sanitaire non excavé ou partiellement excavé. Les montants de bois utilisés dans les CPE sont généralement de 38 x 140 mm (2 x 6 pouces) ou de 38 x 184 mm (2 x 8 pouces), de qualité n° 2 ou supérieure.

Des méthodes améliorées de contrôle de l'humidité autour et sous le PWF permettent d'obtenir un espace de vie confortable et sec sous le niveau du sol. Le PWF est placé sur une couche de drainage granulaire qui s'étend sur 300 mm au-delà des semelles. Un pare-vapeur extérieur, appliqué à l'extérieur des murs, assure la protection contre les infiltrations d'humidité. Les joints calfeutrés entre tous les panneaux muraux extérieurs en contreplaqué et au bas des murs extérieurs ont pour but de contrôler les fuites d'air à travers le PWF, mais aussi d'éliminer les voies de pénétration de l'eau. Le résultat est un sous-sol sec qui peut être facilement isolé et aménagé pour un maximum de confort et d'économies d'énergie.

Tout le bois d'œuvre et le contreplaqué utilisés dans un PWF, à l'exception d'éléments ou de conditions spécifiques, doivent être traités à l'aide d'un produit de préservation du bois à base d'eau et identifiés comme tels par une marque de certification attestant de leur conformité à la norme CSA O322. Les clous résistants à la corrosion, les ancrages d'ossature et les sangles utilisés pour fixer les matériaux traités à l'aide d'un produit de préservation du bois doivent être galvanisés par immersion à chaud ou en acier inoxydable. Les pare-vapeur et les pare-humidité extérieurs doivent avoir une épaisseur d'au moins 0,15 mm (6 mil). Les panneaux de drainage à excroissances sont souvent utilisés comme pare-vapeur extérieur.

Pour plus d'informations, voir les références suivantes :

Fondations permanentes en bois (Conseil canadien du bois)

Fondations permanentes en bois 2023 - Durable, confortable, adaptable, économe en énergie, économique (Préservation du bois Canada et Conseil canadien du bois)

Manuel de conception en bois (Conseil canadien du bois)

Préservation du bois Canada

CSA S406 Spécification des fondations permanentes en bois pour les habitations et les petits bâtiments

CSA O322 Procédure de certification des matériaux en bois traité sous pression destinés à être utilisés dans des fondations permanentes en bois

CSA O86 Conception technique en bois

Code national du bâtiment du Canada

L'aspect du bois peut être modifié par l'application d'un produit d'entretien. revêtement architectural. Les revêtements architecturaux sont des revêtements de surface tels que des peintures et des teintures appliquées à un bâtiment ou à des structures extérieures telles qu'une terrasse. Les revêtements sont multifonctionnels : ils sont décoratifs, réduisent les efforts nécessaires pour nettoyer les bâtiments et les structures, et offrent une protection contre l'absorption d'humidité, ce qui contribue à prolonger la durée de vie du bois. Cependant, les revêtements ne peuvent pas être considérés comme des substituts aux traitements de préservation. Sur cette page, nous expliquons les bases des différents types de revêtements extérieurs pour le bois, et ce qu'ils peuvent et ne peuvent pas faire pour le bois.

Types de revêtements - Opacité

Les revêtements architecturaux disponibles pour le bois comprennent généralement des peintures, des teintures, des vernis et des hydrofuges. Il existe plusieurs façons de classer les revêtements. L'une des méthodes les plus courantes consiste à les différencier en fonction de leur aspect. Les revêtements sont souvent identifiés comme suit 1) opaques ; 2) semi-transparents ou 3) transparents. Ces termes indiquent dans quelle mesure les caractéristiques naturelles du bois seront visibles à travers la finition. 

Un opaque Le revêtement ne laisse transparaître aucune des couleurs naturelles du bois et, en fonction de l'épaisseur, peut également masquer une grande partie ou la totalité de la texture de sa surface. Il protège efficacement le bois des dommages causés par la lumière du soleil. Il peut également contribuer à empêcher l'humidité de pénétrer dans le bois. Ces revêtements ont tendance à durer plus longtemps. Les revêtements opaques comprennent les peintures et les teintures de couleur unie.

A transparent ou semi-transparent finition comme un tache ou hydrofuge peut modifier la couleur du bois, mais comme elle laisse apparaître le grain et la texture, le bois conserve un aspect "naturel". Ces finitions aident à empêcher l'humidité de pénétrer dans le bois dans une certaine mesure, mais la capacité des teintures à limiter la pénétration de l'humidité varie considérablement d'une teinture à l'autre. Elles protègent également le bois des dommages causés par la lumière du soleil à des degrés divers, en fonction de leur teneur en absorbeurs organiques d'UV ou en pigments inorganiques. La différence entre les revêtements transparents et semi-transparents n'est pas toujours claire. Les revêtements transparents laissent apparaître davantage de grain et de texture. Les revêtements extérieurs transparents étiquetés comme "clairs" peuvent encore contenir des pigments pour rehausser la couleur naturelle du bois et fournir une distinction visuelle entre les zones peintes et non peintes pendant l'application. Toutefois, il est important de noter que les produits transparents destinés à un usage intérieur ne conviennent PAS à un usage extérieur, car ils se dégradent rapidement et s'abîment s'ils sont exposés à la lumière du soleil et aux intempéries.

Il existe de nombreux produits transparents commercialisés pour protéger le bois contre l'eau (hydrofuges) - ces produits pourraient techniquement être considérés comme des "traitements" du bois plutôt que comme des revêtements du bois, car ils assurent principalement une protection contre l'eau et aident à réduire le fendillement, et n'offrent qu'une protection UV très limitée, voire inexistante. Cela signifie qu'ils tombent généralement en panne plus tôt que les finitions pigmentées, mais ils contribuent à ralentir le processus d'altération en limitant la pénétration de l'eau. Il convient de noter que les hydrofuges sont souvent en phase solvant et contiennent de la cire qui affecte l'adhérence des revêtements ultérieurs, ce qui signifie que la plupart de ces produits ne doivent pas être utilisés comme prétraitement sous la peinture. Toutefois, les produits transparents les hydrofuges ont l'avantage unique d'être le traitement le plus respectueux de l'esthétique en cas de manque d'entretien. En d'autres termes, ces produits ne modifient pas la couleur du bois, de sorte que les parties dénudées du bois ne sont pas aussi visibles si le revêtement s'use.

Types de revêtements - Supports

Une autre façon courante de classer les revêtements est de tenir compte du type de support (la base) - les produits sont soit à base d'eau ou à base de solvant. Lorsqu'il est important d'avoir peu de composés organiques volatils (COV) et de pouvoir nettoyer facilement, un produit à base d'eau est le meilleur choix. Les revêtements en phase aqueuse dominent désormais le marché en raison des exigences réglementaires environnementales croissantes en matière de qualité de l'air et de santé, et de la demande des clients. Par rapport aux finitions à base de solvants, les finitions à base d'eau ont généralement moins d'odeur et peuvent être nettoyées avec de l'eau au lieu d'utiliser des essences minérales. Les revêtements en phase aqueuse sont généralement plus souples (moins susceptibles de se fissurer lorsque le bois sous-jacent se rétracte et gonfle sous l'effet de l'humidité) et plus perméables à la vapeur d'eau. 

Les peintures à l'eau sont souvent appelées latex. Les peintures à base de solvants sont communément appelées huile peintures. De même, les peintures étiquetées comme alkydes sont généralement à base de solvant (mais pas toujours). Bien qu'il soit courant de qualifier les peintures de latex ou d'huile/alkyde, il est plus utile de les considérer comme étant à base d'eau ou de solvant. Les revêtements en phase aqueuse, en particulier les acryliques, sont généralement moins sujets à la décoloration et au farinage que les alkydes. La technologie des peintures et des finitions en phase aqueuse a considérablement progressé ces dernières années et est aujourd'hui suffisamment au point pour égaler, voire dépasser, les propriétés des produits en phase solvant.

Types de revêtements - Épaisseur du film
Les revêtements pour le bois sont parfois classés en fonction de l'épaisseur de la couche. film Ils se forment à la surface du bois. Les peintures, les teintures unies et les vernis sont souvent qualifiés de filmogènes, car ils créent une couche de matière continue sur le bois. Les teintures semi-transparentes, les teintures transparentes, les hydrofuges et les huiles naturelles sont souvent appelées "agents filmogènes". finitions pénétrantesLes produits "pénétrants" sont plus efficaces que les autres, car ils pénètrent dans les pores du bois, laissant visibles la texture et les pores de sa surface, plutôt que de laisser une pellicule épaisse sur le bois. Cependant, tous les revêtements laissent un film en surface - épais pour certains, fin pour d'autres - et les produits "pénétrants" ne pénètrent que sur une très courte distance dans le bois. Il est néanmoins utile de savoir si un produit laisse un film épais, car ce type de produit peut être plus difficile à enlever s'il est dégradé et nécessite une remise à neuf. En effet, les modes de défaillance sont différents : un revêtement épais et cohérent comme une peinture se fissure et s'écaille, tandis qu'un produit "pénétrant" en couche mince comme une lasure se dégrade par érosion.

Les revêtements peuvent-ils protéger le bois ?
Les revêtements peuvent protéger temporairement la surface du bois contre le soleil, l'humidité et les intempéries, mais ils ne protègent pas activement contre la pourriture. Leur objectif est avant tout esthétique. Ils ralentissent toutefois les effets néfastes des intempéries et offrent une certaine protection contre l'humidité, qui est un facteur de pourriture. Les revêtements contribuent également à préserver la durabilité naturelle d'essences telles que le Western Red Cedar, en empêchant les agents protecteurs naturels de ce bois de se dégrader. Les avantages protecteurs de tous les revêtements dépendent, bien entendu, d'un entretien adéquat du revêtement. Aucun revêtement ne dure indéfiniment et tous doivent être réappliqués périodiquement.

L'altération
L'altération est la lente dégradation superficielle qui se produit lorsque le bois est exposé aux intempéries. Il ne faut pas confondre l'altération superficielle avec la décomposition (pourriture) causée par les champignons de décomposition, qui peuvent pénétrer profondément dans le bois et en réduire considérablement la résistance dans un laps de temps relativement court. En revanche, l'altération du bois est causée par les UV, l'eau, l'oxygène, la lumière visible, la chaleur, les particules transportées par le vent, les polluants atmosphériques, parfois associés à des micro-organismes spécialisés. Sous l'effet de ces facteurs, le bois exposé à l'extérieur en surface sans revêtement change rapidement d'aspect. La couleur change en raison de la photodégradation, de la lixiviation chimique et d'autres réactions chimiques ; les bois clairs s'assombrissent légèrement et les bois foncés s'éclaircissent, mais tous les bois finissent par prendre une couleur gris argenté. La surface devient également rugueuse, se fissure et s'érode sous l'effet répété des rayons ultraviolets, de l'humidification et du séchage, ainsi que de l'abrasion mécanique due aux particules emportées par le vent. C'est pourquoi le bois altéré a un aspect "rustique". Certains micro-organismes et lichens peuvent coloniser le bois, mais l'état de surface du bois ne favorise généralement pas la pourriture. Il convient de noter que l'altération ne se produit qu'à la surface du bois, généralement à une profondeur de 0,05 à 0,5 mm. Tant qu'il n'y a pas de pourriture, le bois altéré de grande dimension reste structurellement sain à l'intérieur et tout à fait utilisable pendant des années. Afin de réduire l'altération et d'améliorer l'aspect esthétique du bois, le bois exposé à l'extérieur en surface peut être protégé par des revêtements.

Lien vers des articles sur l'altération climatique sur le site web de l'USDA FPL :

Vieillissement et protection du bois

L'altération du bois

Remerciements

Sam Williams du laboratoire américain des produits forestiers, Philip Evans de l'université de Colombie britannique et Greg Monaghan, chef du groupe "Specialty Coatings" chez Rohm and Haas, mais le contenu final ne reflète pas nécessairement leurs opinions sur tous les points.