L'une des relations les plus importantes dans l'industrie du bois est celle qui existe entre le bois et l'humidité, et plus précisément le fragile équilibre entre la teneur en eau et l'humidité relative qui permet au bois de conserver sa forme. Le bois est hygroscopique - "hygro" signifiant lié à l'eau, et non "hydro" signifiant littéralement eau - ce qui signifie qu'il absorbe et désorbe l'humidité de l'air ambiant. Cette égalisation est un processus sûr et naturel puisque le bois est un produit naturel, mais elle peut aussi poser des problèmes, notamment lorsque le bois est utilisé comme produit fini et qu'une humidité élevée ou faible de l'air ambiant est à craindre.
Le processus de séchage
Lorsqu'un arbre est abattu, le bois qui en est issu est considéré comme "vert", c'est-à-dire qu'il contient une grande quantité d'humidité. Cette humidité se présente sous deux formes : l'eau libre, qui est l'eau contenue dans les pores du bois, et l'eau liée, qui est l'eau contenue dans les cellules du bois. Lorsqu'elle est exposée à l'air, l'eau libre s'évapore naturellement, s'égoutte ou s'élimine jusqu'à ce que le bois atteigne le point de saturation des fibres (PSF), c'est-à-dire le point où il ne reste plus que de l'eau liée. À ce stade, le bois n'est plus considéré comme "vert", mais il n'est pas encore sec, car il reste de l'eau liée.
Avant d'être utilisé en ébénisterie ou en menuiserie, le bois doit être séché au four, ce qui permet d'éliminer l'eau contenue dans les cellules et d'atteindre un état stable. Dans cet état, le bois a atteint son taux d'humidité d'équilibre (EMC). En théorie, si le bois a été séché jusqu'à l'EMC, l'humidité qui reste dans le bois après le processus de séchage sera relative à celle de l'air avec lequel il est en contact (c'est-à-dire que lorsque l'humidité relative augmente, l'EMC augmente également et vice versa). L'Architectural Woodwork Institute (AWI) a publié des normes pour le séchage du bois d'œuvre, indiquant que les bois durs doivent être séchés à un taux d'humidité de 6 à 9 %, tandis que les bois tendres doivent être séchés à un taux d'humidité de 10 à 12 %. L'"humidité relative optimale contrôlée par le climat" suggérée pour l'espace installé est de 25 à 55 % pour la plupart des États-Unis et du Canada et correspond directement à la teneur en humidité séchée du bois, créant une "zone stable" où les mouvements du bois dus à la contraction/gonflement sont limités. L'objectif de cette norme est d'empêcher autant que possible les mouvements et les variations dimensionnelles du bois d'œuvre une fois qu'il a été installé en tant que produit fini.
Expansion et contraction du bois
En réalité, l'humidité change constamment. Elle peut être mesurée et perçue par l'odorat, le toucher ou même le son. Lorsque l'humidité relative diminue, les produits du bois s'assèchent, l'humidité du bois se modifie et le matériau commence à se rétracter. L'inverse se produit lorsque l'humidité augmente. Le bois, de nature organique et toujours coupé à partir de différentes sections d'une grume dont l'orientation des anneaux de croissance varie, ne se rétracte pas et ne gonfle pas uniformément. En science du bois, on appelle cela le rapport T/R. T - ou Tangentiel - fait référence au retrait ou au gonflement du bois parallèlement aux cernes de croissance (6%-10%, en moyenne) tandis que R - ou Radial - fait référence au retrait ou au gonflement du bois perpendiculairement aux cernes de croissance (3%-5%, en moyenne). L'écart plus important entre ces deux chiffres se traduit par davantage de déformation, de gauchissement, de torsion, etc.
La bonne nouvelle, c'est qu'il existe des moyens de lutter contre le changement dimensionnel des produits finis en bois grâce à des pratiques de contrôle de l'humidité, à des techniques spécifiques de sciage du bois et à la sélection des essences.
Tout d'abord, les pratiques de contrôle de l'humidité sont assez explicites, mais l'ajout d'humidificateurs et de déshumidificateurs pour maintenir l'humidité dans la fourchette spécifiée limitera le retrait ou le gonflement, ce qui se traduira par moins de déformation et moins de changements dimensionnels.
Deuxièmement, le choix de sciages dont le rapport T/R est proche de 1,0 permet d'obtenir une dilatation et une contraction uniformes. Quartersawn et Riftsawn sont les deux coupes les plus courantes pour obtenir un rapport proche de 1,0, car leur orientation à l'intérieur de la grume favorise une dilatation égale dans toutes les directions.
Troisièmement, certaines essences sont plus résistantes à l'eau que d'autres et donc plus aptes à résister aux changements ou aux dommages dus à l'humidité. Le chêne blanc, par exemple, est un choix presque omniprésent pour les tonneaux de vin et de whisky, car les vaisseaux du bois contiennent des tyloses, un bouchon en forme de ballon qui remplit les pores et empêche le passage de l'eau. Certaines essences exotiques comme le teck et l'ipé sécrètent des huiles qui évacuent naturellement l'humidité. Une étude de l'université d'État de l'Oregon intitulée "Natural Durability Of Wood : A Worldwide Checklist Of Species" fournit une excellente base pour prendre des décisions concernant la sélection des essences.
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