Durabilité par nature
Pour les applications extérieures du bois, nous avons une forte tradition, ici en Amérique du Nord, d'utilisation de nos essences naturellement durables : le Western Red Cedar, le Eastern White Cedar, le cyprès jaune et le séquoia. Ce sont des choix familiers pour les terrasses, les clôtures, les bardages et les toitures. Ces essences sont résistantes à la décomposition à l'état naturel, en raison de leur teneur élevée en produits chimiques organiques appelés matières extractibles. Les extractibles sont des substances chimiques qui se déposent dans le bois de cœur de certaines espèces d'arbres lors de la transformation de l'aubier en bois de cœur. Outre le fait qu'elles confèrent au bois une résistance à la pourriture, les substances extractives donnent souvent au bois de cœur une couleur et une odeur. Seul le bois de cœur possède ces dépôts protecteurs. L'aubier de tous les résineux d'Amérique du Nord est sensible à la pourriture et doit être protégé par d'autres moyens lorsqu'une résistance à la pourriture est nécessaire. L'aubier est la partie la plus récente de l'arbre, plus proche de l'écorce. Il n'a pas besoin d'être protégé contre la pourriture dans l'arbre vivant, car les réactions à la blessure empêchent tout organisme envahissant de pénétrer dans l'arbre. Le bois de cœur est la partie interne, plus ancienne de l'arbre, qui n'est plus vivante. Le bois de cœur se distingue souvent visiblement de l'aubier par sa couleur (le bois de cœur est généralement plus foncé), mais ce n'est pas le cas pour toutes les espèces. Cependant, même si vous êtes sûr d'avoir du bois de cœur d'une espèce durable, il se peut que vous n'ayez pas le niveau de résistance que vous pensez. La résistance à la pourriture est souvent très variable et peut être plus faible dans les arbres cultivés en plantation. Il n'existe actuellement aucun moyen d'estimer de manière fiable la durabilité d'un morceau de bois de cœur naturellement durable. Plus d'informations Cliquez ici pour obtenir un tableau indiquant les classements de durabilité naturelle des essences de bois tendre les plus courantes.
Durabilité par traitement
Méthodes de traitement Il existe deux méthodes de base pour le traitement : avec et sans pression. Les méthodes sans pression consistent à appliquer le produit de conservation par brossage, pulvérisation ou trempage de la pièce à traiter. Il s'agit de traitements superficiels qui n'entraînent pas une pénétration profonde ou une absorption importante du produit de conservation. Il est préférable de limiter leur utilisation au traitement sur le terrain pendant la construction (par exemple, lorsqu'une pièce de bois traitée sous pression doit être coupée sur le terrain), aux cas où seule une partie de la pièce doit être traitée, aux processus de fabrication des produits en bois à base de brins, à la protection de surface contre les moisissures ou au traitement correctif du bois en place. Par exemple, des mélanges de borate et de glycols sont utilisés pour traiter le bois sain laissé en place lors de la réparation de problèmes de pourriture. Le glycol aide le borate à pénétrer dans le bois sec, arrêtant l'activité de tout champignon qui entre en contact avec lui. La pénétration du conservateur est encore limitée et la fonction la plus importante est d'empêcher les champignons non détectés laissés sur place de se propager au bois sain. Une pénétration plus profonde et plus complète est obtenue en faisant pénétrer le produit de protection dans les cellules du bois sous l'effet de la pression. Diverses combinaisons de pression et de vide sont utilisées pour faire pénétrer des niveaux adéquats de produit chimique dans le bois. Les produits de protection sous pression sont des produits chimiques transportés dans un solvant. Le solvant, ou support, est soit de l'eau, soit de l'huile. Les produits de préservation à base d'huile sont largement utilisés pour traiter les produits industriels tels que les traverses de chemin de fer, les poteaux électriques et les poutres de pont, ainsi que pour protéger les coupes dans les champs. Les produits de préservation à base d'eau sont plus largement utilisés sur les marchés résidentiels en raison de l'absence d'odeur, de la surface plus propre du bois et de la possibilité de peindre ou de teindre le produit en bois. Lorsqu'un produit en bois est utilisé dans une application connue pour présenter un risque, par exemple à l'extérieur, un traitement sous pression est recommandé. Types de produits de préservation Les produits de préservation du bois les plus couramment utilisés en Amérique du Nord dans la construction résidentielle sont des systèmes à base de cuivre en phase aqueuse, notamment le cuivre quaternaire alcalin (ACQ), l'azole de cuivre (CA) et l'azole de cuivre micronisé (MCA). Le bois traité avec ces produits de préservation a une teinte verte naturelle, bien que celle-ci puisse être masquée par l'utilisation de colorants qui donnent le plus souvent au bois traité une couleur brun moyen. Le cuivre est le principal biocide de ces systèmes. L'ACQ contient également des composés d'ammonium quaternaire qui agissent comme co-biocide pour protéger contre les organismes tolérants au cuivre. De même, CA et MCA contiennent du tébuconazole pour protéger contre ces organismes. L'arséniate de cuivre chromaté (ACC) a été largement utilisé dans la construction résidentielle jusqu'en 2004, date à laquelle son utilisation dans la plupart des applications résidentielles a été progressivement abandonnée. Il est maintenant largement limité aux applications industrielles, mais peut encore être utilisé dans quelques applications résidentielles telles que les bardeaux et les fondations permanentes en bois. L'arséniate ammoniacal de cuivre et de zinc (ACZA) peut également être utilisé dans la plupart de ces applications, mais il est surtout utilisé pour le traitement du Douglas taxifolié et pour les applications marines. Les borates constituent une autre classe de produits de préservation en phase aqueuse utilisés en Amérique du Nord. Leur utilisation est actuellement limitée aux applications protégées de la pluie et d'autres sources d'eau persistantes. Il s'agit notamment des charpentes dans les zones à termites et de la réparation des charpentes pourries dans les bâtiments qui fuient et où la principale source d'humidité a été éliminée. Les borates sont également utilisés dans le cadre d'un double traitement, en association avec une enveloppe de créosote ou de naphténate de cuivre, pour protéger les traverses de chemin de fer. Les systèmes de préservation à base d'eau sans métal, tels que PTI et EL2, contiennent des fongicides et des insecticides à base de carbone. Le bois traité avec ces systèmes est utilisé dans la construction résidentielle aux États-Unis et est limité aux applications hors sol. Les produits de préservation à base d'huile comprennent la créosote, le pentachlorphénol et le naphténate de cuivre et de zinc. La créosote est le célèbre produit de protection du bois noir et huileux, le plus ancien type de produit de protection encore utilisé de nos jours. Au Canada, elle est utilisée presque exclusivement pour les traverses de chemin de fer, où sa résistance aux mouvements de l'humidité est un avantage clé. Le pentachlorophénol dans l'huile est principalement utilisé pour les poteaux électriques, où les caractéristiques d'assouplissement de la surface de l'huile sont utiles pour l'escalade des poteaux. Le naphténate de cuivre et le naphténate de zinc sont deux conservateurs couramment utilisés pour traiter les coupes sur le terrain. Le naphténate de cuivre est également utilisé pour traiter les traverses et les bois de charpente aux États-Unis. Modification thermique Les propriétés du bois sont modifiées lorsqu'il est exposé à des températures élevées (160-260°C) dans des conditions d'oxygène réduit. Les fours de modification thermique utilisent des températures beaucoup plus élevées que les fours de séchage et utilisent de la vapeur (ou d'autres milieux excluant l'oxygène) pour protéger le bois de la dégradation à ces températures élevées. Le bois modifié thermiquement qui en résulte a généralement une couleur plus foncée, une stabilité dimensionnelle accrue et une meilleure résistance à la pourriture. La modification thermique peut réduire certaines propriétés mécaniques et ne protège pas le bois contre les insectes. Le bois modifié thermiquement est généralement utilisé dans des applications non structurelles, en surface, telles que les bardages, les terrasses et les meubles d'extérieur. Plus d'informations auprès des producteurs de produits de préservation du bois Lonza Wood Protection Timber Specialties Viance LLC Genics Inc. Kop-Coat Rio Tinto Minerals Nisus Creosote council KMG Chemicals Préservation du bois Canada
Finition du bois extérieur
L'aspect du bois peut être modifié par l'application d'un 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 apparence. 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 revêtement opaque ne laisse transparaître aucune des couleurs naturelles du bois et, selon son épaisseur, peut également masquer une grande partie ou la totalité de sa texture de 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. Une finition transparente ou semi-transparente, telle qu'une teinture ou un produit hydrofuge, peut modifier la couleur du bois, mais comme elle laisse transparaître 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. 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 pour le bois, car ils offrent principalement une protection contre l'eau et aident à réduire le fendillement, et n'offrent qu'une protection très limitée, voire aucune protection contre les UV. 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 hydrofuges transparents présentent 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 de bois dénudées ne sont pas aussi visibles si le revêtement s'use. Types de revêtements - Supports Une autre façon courante de classer les revêtements est le type de support (la base) - les produits sont soit à base d'eau, soit à base de solvant. Lorsqu'il est important d'avoir peu de composés organiques volatils (COV) et de pouvoir nettoyer facilement, il est préférable d'opter pour un produit à base d'eau. Les revêtements en phase aqueuse dominent aujourd'hui 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 rétrécit 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 solvant sont communément appelées peintures à l'huile. De même, les peintures dites alkydes sont généralement à base de solvant (mais pas toujours). Bien qu'il soit courant de désigner les peintures comme étant au latex ou à l'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 bois sont parfois classés en fonction de l'épaisseur du film qu'ils 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 matériau continue sur le bois. Les teintures semi-transparentes, les teintures transparentes, les hydrofuges et les huiles naturelles sont souvent appelées finitions pénétrantes, car elles pénètrent dans les pores du bois, laissant visibles la texture de sa surface et ses pores, plutôt que de laisser un film épais sur le bois. Cependant, tous les revêtements laissent un film à la 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 détruit 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 s'user. 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. Les intempéries
Bois non traité sous pression
Bois traité sans pression Pour la plupart des bois traités, les produits de préservation sont appliqués sous pression dans des installations spéciales. Cependant, il arrive que cela ne soit pas possible ou que la nécessité de traiter le bois ne soit apparue qu'après la construction ou l'occupation du bâtiment. Dans ce cas, les produits de préservation peuvent être appliqués en utilisant des méthodes qui ne font pas appel à des cuves sous pression. Certains de ces traitements ne peuvent être effectués que par des applicateurs agréés. Lors de l'utilisation de produits de préservation du bois, comme pour tous les pesticides, il convient de respecter les exigences de l'Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire (au Canada) ou de l'Agence de protection de l'environnement (aux États-Unis) en matière d'étiquetage. Cinq catégories de traitements sans pression Traitement pendant la fabrication des produits en bois d'ingénierie Certains produits en bois d'ingénierie, tels que le contreplaqué et le bois de placage stratifié (LVL), peuvent être traités après fabrication avec des solutions de préservation, alors que les produits à base de fines lamelles (OSB, OSL) et les panneaux à base de petites particules et de fibres (panneaux de particules, MDF) ne peuvent pas l'être. Les produits de préservation doivent être ajoutés aux éléments en bois avant qu'ils ne soient collés ensemble, sous forme de pulvérisation, de brouillard ou de poudre. Les produits tels que l'OSB sont fabriqués à partir de petites et fines lamelles de bois. Les conservateurs en poudre peuvent être mélangés aux brins et aux résines pendant le processus de mélange, juste avant le formage et le pressage du matelas. Le borate de zinc est couramment utilisé dans cette application. En ajoutant des conservateurs au processus de fabrication, il est possible d'obtenir un traitement uniforme sur toute l'épaisseur du produit. En Amérique du Nord, le contreplaqué est normalement protégé contre la pourriture et les termites par des procédés de traitement sous pression. Toutefois, dans d'autres parties du monde, des insecticides sont souvent formulés avec des adhésifs pour protéger le contreplaqué contre les termites. Prétraitement de surface Il s'agit d'un traitement de préservation anticipé appliqué par trempage, pulvérisation ou brossage sur toutes les surfaces accessibles de certains produits en bois au cours du processus de construction. L'objectif est de fournir une enveloppe de protection aux produits, composants ou systèmes en bois vulnérables dans leur forme finie. Un exemple serait la pulvérisation de borates sur les charpentes des maisons pour les rendre résistantes aux termites de bois sec et aux coléoptères xylophages dans certains cas. Ces traitements peuvent également être appliqués au bois d'œuvre, au contreplaqué et à l'OSB afin de fournir une protection supplémentaire contre la formation de moisissures. Prétraitement sous la surface (Depot treatment) Il s'agit d'un traitement de préservation appliqué à des endroits distincts, et non à l'ensemble de la pièce, au cours du processus de fabrication ou de la construction. L'objectif est de protéger de manière proactive uniquement les parties du produit, de l'élément ou du système en bois susceptibles d'être exposées à des conditions propices à la pourriture. Un exemple serait de placer des tiges de borate dans les trous percés dans les extrémités exposées des poutres en lamellé-collé dépassant la ligne de toit. Traitement complémentaire Il s'agit d'un traitement de préservation appliqué à des endroits distincts sur du bois traité en service pour compenser une pénétration initiale incomplète de la section transversale ou une diminution de l'efficacité de la préservation au fil du temps. L'objectif est de renforcer la protection du bois déjà traité ou de traiter les zones exposées par la coupe nécessaire des produits en bois traité. Un exemple serait l'application d'un pansement prêt à l'emploi sur des poteaux électriques dont la charge conservatrice d'origine s'est épuisée. Un autre exemple est celui des matériaux coupés sur place pour les fondations en bois préservé. Traitement correctif Il s'agit d'un traitement de préservation appliqué au bois sain résiduel dans les produits, les composants ou les systèmes où l'on sait que la pourriture ou les attaques d'insectes ont commencé. L'objectif est de tuer les champignons ou les insectes existants et/ou d'empêcher la pourriture ou les insectes de se propager au-delà des dommages existants. Un exemple serait l'application au rouleau ou par pulvérisation d'une formulation de borate/glycol sur du bois sain laissé en place à côté d'une charpente pourrie (qui devrait être découpée et remplacée par du bois traité sous pression). Formes des traitements sans pression Les traitements sans pression se présentent sous trois formes différentes : solides, liquides/pâteux et fumigants. Contrairement aux produits de préservation traités sous pression, qui dépendent de la pression pour une bonne pénétration, ces produits dépendent de la mobilité des ingrédients actifs pour pénétrer suffisamment profondément dans le bois pour être efficaces. Les ingrédients actifs peuvent se déplacer dans le bois par capillarité ou se diffuser dans l'eau et/ou l'air à l'intérieur du bois. Cette mobilité permet non seulement aux substances actives de pénétrer dans le bois, mais aussi de s'en échapper dans certaines conditions. Cela signifie que les conditions à l'intérieur et autour de la structure doivent être comprises afin de minimiser la perte de conservateur et la perte de protection qui en découle. Les borates, les fluorures et les composés de cuivre sont particulièrement adaptés à une utilisation sous forme de solides, de liquides et de pâtes. L'isothiocyanate de méthyle (et ses précurseurs), le bromure de méthyle et le fluorure de sulfuryle sont les seuls traitements par fumigation largement utilisés. Le bromure de méthyle a été éliminé en 2005, sauf pour des utilisations très limitées. Solides Le principal avantage des solides dans ces applications est qu'ils maximisent la quantité de matière soluble dans l'eau qui peut être placée dans un trou foré, en raison du pourcentage élevé d'ingrédients actifs contenus dans les tiges disponibles dans le commerce. L'inconvénient majeur est la nécessité d'une humidité suffisante et le temps nécessaire à la dissolution de la tige. Le système de préservation solide le plus ancien et le plus connu est la tige de borate fondu, développée à l'origine dans les années 1970 pour le traitement complémentaire et correctif des traverses de chemin de fer. Ils ont depuis été utilisés avec succès sur les poteaux électriques, les bois de construction, les menuiseries (fenêtres) et une variété d'autres produits en bois. Un mélange de borates est fusionné en verre à des températures extrêmement élevées, puis versé dans un moule et laissé à prendre. Placé dans des trous dans le bois, le borate se dissout dans l'eau contenue dans le bois et se diffuse dans toute la région humide. L'écoulement en masse de l'humidité le long du grain peut accélérer la distribution du borate. Des biocides secondaires tels que le cuivre peuvent être ajoutés aux tiges de borate pour compléter l'efficacité des borates contre la pourriture et les insectes. Bien que tous les conservateurs doivent être traités avec respect, de nombreux utilisateurs se sentent plus à l'aise avec les tiges de borate et de cuivre/borate en raison de leur faible toxicité et de leur faible potentiel de pénétration dans l'organisme. Les fluorures sont également disponibles sous forme de bâtonnets. Le bâtonnet est produit en comprimant du fluorure de sodium et des liants, ou en l'encapsulant dans un tube perméable à l'eau. Les fluorures se diffusent plus rapidement que les borates dans l'eau et peuvent également se déplacer en phase vapeur sous forme d'acide fluorhydrique. Le borate de zinc (ZB) est une poudre
Bois traité sous pression
Le bois traité avec des produits de conservation est généralement traité sous pression, c'est-à-dire que les produits chimiques sont introduits sur une courte distance dans le bois à l'aide d'un récipient spécial qui combine la pression et le vide. Bien qu'une pénétration en profondeur soit hautement souhaitable, la nature imperméable des cellules de bois mort rend extrêmement difficile l'obtention de quelque chose de plus qu'une fine couche de bois traité. Les principaux résultats du processus de traitement sous pression sont la quantité de produit de conservation imprégnée dans le bois (appelée rétention) et la profondeur de pénétration. Ces caractéristiques du traitement sont spécifiées dans des normes axées sur les résultats. Une plus grande pénétration du produit de conservation peut être obtenue par incision - un procédé qui consiste à percer de petites fentes dans le bois. Ce procédé est souvent nécessaire pour les matériaux de grande taille ou difficiles à traiter afin de respecter les normes de pénétration basées sur les résultats. Les procédés de traitement sous pression varient en fonction du type de bois traité et du produit de préservation utilisé. En général, le bois est d'abord conditionné pour éliminer l'excès d'eau qu'il contient. Il est ensuite placé dans un récipient sous pression et un vide est fait pour éliminer l'air à l'intérieur des cellules du bois. Ensuite, le conservateur est ajouté et une pression est appliquée pour faire pénétrer le conservateur dans le bois. Enfin, la pression est relâchée et un dernier vide est appliqué pour éliminer et réutiliser l'excès de conservateur. Après le traitement, certains systèmes de conservation, tels que le CCA, nécessitent une étape de fixation supplémentaire afin de s'assurer que le produit de conservation a complètement réagi avec le bois. Des informations sur les différents types de produits de préservation utilisés sont disponibles dans la rubrique Durabilité par traitement.
Sécurité incendie
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 en raison d'un incendie". En termes plus simples, la sécurité incendie est la réduction du risque d'atteinte à la vie humaine résultant d'un incendie dans les bâtiments. 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 minimiser autant que possible le risque d'atteinte à l'intégrité physique 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 prise en compte 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 vraiment 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 de la quantité et du type de contenu combustible susceptible d'être présent (charge d'incendie potentielle), du nombre de personnes susceptibles d'être exposées à la menace d'un incendie, de la superficie du bâtiment et de sa hauteur. 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 dicte : le type de construction du bâtiment ; le niveau de protection contre l'incendie ; 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 d'une construction à : confiner le feu ; limiter les effets d'un incendie sur la structure porteuse ; et contrôler la propagation de la fumée 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. Cela permet aux occupants de disposer de suffisamment de temps pour évacuer le bâtiment et aux pompiers de s'acquitter de leurs tâches 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 de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : Wood Design Manual (Conseil canadien du bois) Fire Safety Design in Buildings (Conseil canadien du bois) Code national du bâtiment du Canada Code national de prévention des incendies du Canada CSA O86, Engineering design in wood 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.
Propagation de la flamme
La propagation de la flamme est principalement 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 planchers, 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'ensemble des murs 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 structuraux 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 renseignements sur les indices génériques de propagation de la flamme et les classifications de dégagement de fumée de divers matériaux de construction. Ces informations ne concernent que les matériaux génériques pour lesquels il existe de nombreuses données d'essais au feu (voir le 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 inférieure à 25 mm (1 pouce), l'indice de propagation de la flamme diminue avec l'augmentation de 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. Les valeurs spécifiques par essence de bois sont indiquées dans la fiche d'information sur l'inflammabilité des surfaces et la propagation des flammes, ci-dessous. Des informations sur les matériaux brevetés et ignifuges sont disponibles auprès d'organismes de certification et d'homologation tiers ou auprès des fabricants. Les valeurs indiquées dans la fiche d'information sur l'inflammabilité de surface et la propagation de la flamme s'appliquent au bois d'œuvre fini ; toutefois, aucune différence significative n'a été observée dans l'indice de propagation de la flamme du bois d'œuvre brut de sciage de la même essence. 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. Normalement, la finition de la surface et le matériau sur lequel elle est appliquée contribuent tous deux à la performance globale en matière 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'évaluation globale. C'est pourquoi le CNB attribue le même indice de propagation de la flamme et de dégagement des fumées à des 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 à 150 l'indice maximal de propagation de la flamme pour les finitions intérieures des murs et des plafonds, 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 non fini, peint, verni ou recouvert d'un papier peint cellulosique conventionnel. Cette solution a été jugée acceptable sur la base de l'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 à proximité du sol. C'est pourquoi le CNB, 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 : les sorties, les couloirs ne se trouvant pas dans les suites, les cabines d'ascenseurs et les locaux techniques. 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 : Wood Design Manual (Conseil canadien du bois) Fire Safety Design in Buildings (Conseil canadien du bois) Code national du bâtiment du Canada Code national de prévention des incendies du Canada CSA O86, Engineering design in wood CAN/ULC-S102 Standard Method of Test for Surface Burning Characteristics of Building Materials and Assemblies American Wood Council Tableau 1 : Indices de propagation de la flamme et classifications du dégagement de fumée attribués Indices d'inflammabilité et de propagation de la flamme de la surface
Résistance au feu
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 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, ou tel que déterminé par l'extension ou l'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 seulement. Cela s'explique par le fait qu'un incendie dans le compartiment inférieur représente la menace la plus grave. C'est pourquoi le degré de résistance au feu est exigé uniquement pour 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 en 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 part et d'autre 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 de murs porteurs à ossature bois peuvent être utilisées pour des 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 de murs 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 du bâtiment. En effet, l'exposition au feu depuis l'extérieur d'un bâtiment n'est probablement pas aussi grave que celle d'un incendie dans une pièce ou un compartiment intérieur. Comme ce classement n'est exigé que pour l'intérieur, les murs extérieurs ne doivent pas nécessairement être symétriques. Le CNB permet à l'autorité compétente d'accepter les résultats d'essais au feu effectués conformément à 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 de produits exclusives 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 QAI Laboratories PSF Corporation Laboratoires des assureurs du Canada Underwriters' Laboratories Incorporated En outre, les fabricants de produits de construction publient les résultats d'essais de résistance au feu sur des ensembles incorporant leurs propres produits (par exemple, le GA-600 Fire Resistance Design Manual de la Gypsum Association). Le CNB contient des informations génériques sur la résistance au feu des assemblages et des éléments en bois. Il comprend des tableaux de résistance au feu et au bruit décrivant divers assemblages de murs et de planchers constitués de matériaux de construction génériques et attribuant des degrés de résistance au feu spécifiques à ces assemblages. 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 dans 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 toutefois restreindre l'innovation car les concepteurs utilisent des assemblages qui ont déjà été testés plutôt que de payer pour que de nouveaux assemblages soient évalués. 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 standard. 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 l'annexe D du CNB, division B, intitulée "Fire Performance Ratings". 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 d'attribution de degrés de résistance au feu aux murs, planchers et toits à ossature en bois dans l'annexe D-2.3 (méthode d'addition des composants) ; aux murs, planchers et toits en bois massif dans l'annexe D-2.4 ; et aux poutres en bois lamellé-collé.
Chantiers de construction
La vulnérabilité d'un bâtiment en cas d'incendie est plus élevée pendant la phase de construction que lorsqu'il est achevé et occupé. Cela s'explique par le fait que les risques et les dangers présents sur un chantier de construction diffèrent, tant par leur nature que par leur impact potentiel, de ceux qui existent dans un bâtiment achevé. En outre, ces risques et dangers surviennent à un moment où les éléments de prévention et de protection contre l'incendie qui sont conçus pour faire partie du bâtiment achevé ne sont pas encore en place. Pour ces raisons, la sécurité incendie sur les chantiers de construction comporte des défis uniques. Toutefois, la compréhension des dangers et des risques potentiels constitue la première étape de la prévention et de l'atténuation des incendies. Il est important de se conformer aux réglementations applicables en matière de planification de la sécurité incendie pendant la construction, et la coopération entre toutes les parties prenantes dans l'établissement et la mise en œuvre d'un plan contribue grandement à réduire le risque potentiel et les conséquences d'un incendie sur un chantier de construction. Outre les réglementations provinciales, les gouvernements locaux et les municipalités peuvent également avoir des lois, des réglementations ou des exigences spécifiques qui doivent être respectées. Le service local de lutte contre les incendies peut être une ressource pour vous orienter vers ces règlements ou exigences supplémentaires. La sécurité sur les chantiers de construction peut avoir un impact sur la productivité et la rentabilité à n'importe quelle phase du projet. Étant donné que les réglementations provinciales ou municipales constituent les exigences minimales en matière de sécurité incendie sur les chantiers de construction, il convient également de prendre en considération les caractéristiques, les objectifs et les buts spécifiques du projet, qui pourraient inciter à dépasser les normes réglementées en matière de sécurité incendie sur les chantiers de construction. Il peut être prudent d'évaluer et de mettre en œuvre diverses "meilleures pratiques", basées sur les besoins spécifiques de votre chantier, qui peuvent fournir un niveau de protection supplémentaire et instaurer une culture de la sécurité incendie. La plupart des incendies de chantier peuvent être évités grâce aux connaissances, à la planification et à la diligence, et l'impact des incendies qui peuvent se produire peut être considérablement réduit. Comprendre et traiter les dangers et les risques généraux et spécifiques d'un chantier de construction particulier nécessite une éducation et une formation, ainsi qu'une préparation et une vigilance permanentes. Pour de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : "Sécurité incendie sur les chantiers de construction : A Guide for Construction of Large Buildings" - par le Centre for Public Safety and Criminal Justice Research, University of the Fraser Valley pour CWC, 2015 "Construction Site Fire Response : Report on Course of Construction (Fire) Best Practices Guide" - par Technical Risk Services pour la CCB, 2014 "Comparison of the Canadian Construction Site Fire Safety Regulations/Guidelines" - par Sereca pour la CCB, 2014 Quick Facts - Insurance and Construction Series (CWC, 2005) : "No. 1 - Cours sur l'assurance construction - Principes de base" No. 2 - Cours sur le contrôle des risques de construction" No. 3 - Cours sur la construction - Lignes directrices sur le contrôle des risques de chantier" "Sécurité incendie et sûreté : Note technique sur la sécurité incendie et la sécurité sur les chantiers de construction en Colombie-Britannique" - par Wood Works ! British Columbia, 2013 City of Surrey, BC - Construction Fire Safety Plan Bulletin Fire Safety During Construction of Five and Sixy Wood Buildings in Ontario : A Best Practice Guideline - par le ministère des Affaires municipales et du Logement de l'Ontario, mai 2016 "Fire Safety and Security : Note technique sur la sécurité-incendie sur les chantiers de construction en Ontario - par Wood Works ! Ontario, 2013
Conception structurelle
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 de structure tels 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 méthodes de calcul structurel 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 calcul : 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 fournis 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 : influences externes telles que les charges et les changements de température ; modélisation et analyse de la structure, interprétations du code, hypothèses de conception et autres jugements qui constituent le processus de conception ; résistance et cohérence des matériaux utilisés dans la construction ; et 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 (ELS) concernent les restrictions de l'utilisation normale d'une structure. Les états limites d'aptitude au service (ELS) concernent les restrictions de l'utilisation normale d'une structure. En raison des propriétés naturelles uniques du bois, telles que la présence de nœuds, la flache ou la pente 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 des rapports résistance/poids élevés et les constructions en bois à ossature légère contiennent de nombreux petits connecteurs, le plus souvent des clous, qui offrent une ductilité et une capacité importantes pour résister aux 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 de plus amples informations, veuillez consulter 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 en bois Code national du bâtiment du Canada www.woodworks-software.com
Propriétés du bois d'œuvre
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 fidèlement 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 de taille normale, 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 pour déterminer 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) de 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 du bois d'une usine à l'autre, d'une région à l'autre et entre le Canada et les États-Unis. Le programme d'essais en cours d'utilisation a consisté à tester des milliers de pièces de bois de construction jusqu'à leur destruction afin de déterminer leurs caractéristiques en cours d'utilisation. 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 des charges 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 les régions de culture canadiennes pour les trois groupes d'essences commerciales les plus importants : épicéa-pin-sapin (S-P-F), douglas-sapin-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 en cours d'exploitation 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 parallèlement au grain, en fonction de la taille et de la qualité de l'élément. Ces études ont permis d'étendre les résultats à l'ensemble des qualités de bois d'oeuvre 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 des bois de dimension n° 1 et n° 2 classés 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). À la suite du programme d'essais, la norme ASTM D1990, fondée sur un consensus, a été élaborée et publiée. Les données relatives à la flexion, à la traction parallèle au fil, à la compression parallèle au fil 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 sous 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 alimenté 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 de plus amples informations, veuillez consulter les ressources suivantes : ASTM D1990 Standard Practice for Establishing Allowable Properties for Visually-Graded Dimension Lumber from In-Grade Tests of Full-Size Specimens ASTM D4761 Standard Test Methods for Mechanical Properties of Lumber and Wood-Based Structural Materials National Lumber Grades Authority (NLGA)
Article sur la lutte contre l'incendie au Canada - Timber Tower
Article de Len Garis et Karin Mark.
Lorsque Ray Bryant, chef adjoint des pompiers, a entendu parler de la construction du plus haut bâtiment en bois du monde à Vancouver, sa réaction était prévisible. "J'ai pensé que c'était une idée folle", a déclaré Bryant. Mais lorsqu'il a appris que la résidence étudiante de l'université de Colombie-Britannique était construite dans le style d'un compartiment, il a changé d'avis. "Je n'arrivais pas à croire à quel point c'était sûr", a-t-il déclaré. Lire l'article.
