Traitement et durabilité d'une poutre en bois

Vous êtes ingénieur structure et vous travaillez sur la conception d'une extension de maison individuelle. La structure du toit de l'extension prévoit l'utilisation de poutres en bois. Pour garantir la longévité et la sécurité de la structure, il est crucial de spécifier correctement la durabilité du bois et, si nécessaire, le traitement de préservation à appliquer.

La durabilité naturelle du bois et la nécessité d'un traitement sont évaluées en fonction des risques d'attaque par les organismes xylophages (insectes, champignons) et des conditions d'exposition à l'humidité. Les normes européennes, notamment l'Eurocode 5 (EN 1995) pour le calcul des structures en bois et la norme EN 335, définissent les classes d'emploi et les classes de durabilité pour guider ce choix.

La norme EN 335 définit les classes d'emploi en fonction de l'exposition à l'humidité, qui détermine le risque d'attaque biologique :

Classe d'emploi 1 : Bois sous abri, non exposé aux intempéries et non soumis à humidification. (Ex: plancher intérieur sec)
Classe d'emploi 2 : Bois sous abri, exposé aux intempéries occasionnelles ou à une humidité ambiante élevée pouvant entraîner une humidification temporaire. (Ex: charpente non ventilée)
Classe d'emploi 3 : Bois non sous abri, exposé aux intempéries, mais ne restant pas en contact prolongé avec le sol ou l'eau. (Ex: bardage, fenêtres)
Classe d'emploi 4 : Bois en contact avec le sol ou l'eau douce, ou exposé en permanence à l'humidification. (Ex: poteaux de clôture, platelages extérieurs)
Classe d'emploi 5 : Bois en contact permanent avec l'eau salée. (Ex: structures portuaires)

La durabilité naturelle du bois est classée de 1 (très durable) à 5 (non durable) selon la norme EN 350.

Le choix de l'essence de bois et la nécessité d'un traitement dépendent de la classe d'emploi et de la classe de durabilité naturelle de l'aubier et du bois de cœur.

Données du Projet

La poutre en bois que vous devez spécifier est destinée à une utilisation dans les conditions suivantes :

Localisation de la poutre : Charpente d'une extension de maison, située dans un comble non ventilé.
Essence de bois envisagée : Épicéa commun.
Selon la norme EN 350, la durabilité naturelle du bois de cœur d'Épicéa commun est de Classe 4 (peu durable). L'aubier de toutes les essences est considéré comme de Classe 5 (non durable) sauf indication contraire spécifique.

Illustration simplifiée des Classes d'Emploi (EN 335)

Questions

En vous basant sur les données du projet et les normes Eurocode (EN 335, EN 350, EN 1995), répondez aux questions suivantes :

Déterminez la classe d'emploi pertinente pour la poutre en bois, en justifiant votre choix selon la norme EN 335.
Quelle est la durabilité naturelle du bois de cœur de l'Épicéa commun (selon EN 350, donnée dans l'énoncé) ? Quelle est la durabilité naturelle de l'aubier ?
En comparant la classe d'emploi requise et la durabilité naturelle du bois de cœur et de l'aubier, déterminez si un traitement de préservation est nécessaire pour cette poutre selon les principes de l'Eurocode. Justifiez votre réponse.
Si un traitement est nécessaire, spécifiez la classe de traitement minimale requise selon les normes (par exemple, selon EN 335 et les normes de traitement associées comme EN 599).
Citez brièvement deux méthodes courantes de traitement de préservation du bois.

Correction : Traitement et Durabilité d’une Poutre en Bois

Question 1 : Détermination de la classe d'emploi.

La classe d'emploi est déterminée par les conditions d'exposition à l'humidité de l'élément en bois, conformément à la norme EN 335.
Analyse :: La poutre est située dans une charpente de comble non ventilé. Un comble non ventilé peut connaître des variations de température et d'humidité, et bien qu'il soit sous abri, il n'est pas garanti d'être constamment sec. L'humidité du bois peut occasionnellement dépasser 20%.
Résultat :: Selon la norme EN 335, une charpente en comble non ventilé correspond à la Classe d'emploi 2 (Bois sous abri, exposé à une humidification temporaire pouvant entraîner une humidité du bois occasionnellement supérieure à 20%).

Question 2 : Durabilité naturelle du bois.

La durabilité naturelle du bois de cœur est une propriété intrinsèque de l'essence. L'aubier a généralement une faible durabilité naturelle.

Données :

Durabilité naturelle du bois de cœur d'Épicéa commun (selon EN 350) : Classe 4 (peu durable).
Durabilité naturelle de l'aubier (généralement) : Classe 5 (non durable).

Résultat :

Durabilité naturelle du bois de cœur d'Épicéa commun : Classe 4.
Durabilité naturelle de l'aubier : Classe 5.

Question 3 : Nécessité d'un traitement de préservation.

La nécessité d'un traitement est déterminée en comparant la classe d'emploi requise pour l'élément structurel avec la durabilité naturelle de l'essence de bois utilisée, en particulier celle de l'aubier qui est souvent la partie la moins durable et la plus facile à traiter.

Analyse :

Classe d'emploi requise = Classe 2.

Durabilité naturelle du bois de cœur (Épicéa) = Classe 4.

Durabilité naturelle de l'aubier (Épicéa) = Classe 5.

Pour la Classe d'emploi 2, il est nécessaire d'utiliser soit une essence de bois dont la durabilité naturelle du bois de cœur est suffisante pour cette classe, soit de traiter le bois (aubier et/ou bois de cœur) pour atteindre la durabilité requise.

La durabilité naturelle de l'Épicéa (Classe 4 pour le bois de cœur, Classe 5 pour l'aubier) n'est pas suffisante pour une utilisation en Classe d'emploi 2 sans protection supplémentaire contre les risques biologiques associés à cette classe (principalement les insectes à larves xylophages et les champignons de pourriture cubique ou fibreuse en cas d'humidification).

Selon l'Eurocode 5 et les normes associées (comme EN 1995-1-1 Annexe A informative, ou des documents normatifs nationaux), l'utilisation de bois de durabilité naturelle inférieure à la classe d'emploi requise nécessite un traitement de préservation.

Résultat :

Oui, un traitement de préservation est nécessaire pour cette poutre en Épicéa utilisée en Classe d'emploi 2, car sa durabilité naturelle (Classe 4 pour le bois de cœur, Classe 5 pour l'aubier) n'est pas suffisante pour résister aux risques biologiques de la Classe d'emploi 2.

Question 4 : Spécification de la classe de traitement minimale.

La classe de traitement requise dépend de la classe d'emploi et des organismes biologiques contre lesquels il faut protéger le bois. Pour la Classe d'emploi 2, la protection est principalement dirigée contre les insectes à larves xylophages et les champignons de pourriture en cas d'humidification temporaire.

Analyse :

Classe d'emploi = 2.

Les risques en Classe d'emploi 2 sont les insectes à larves xylophages (capricornes, vrillettes) et les champignons basidiomycètes (pourriture) en cas d'humidification.

Selon les normes de traitement (par exemple, EN 599 partie 1), la classe de traitement est liée aux classes d'emploi. Pour la Classe d'emploi 2, la classe de traitement minimale requise est généralement la Classe d'emploi 2 elle-même, ce qui implique une efficacité contre les insectes à larves xylophages et une efficacité préventive contre les champignons de pourriture.

Résultat :

La classe de traitement minimale requise pour cette poutre en Épicéa en Classe d'emploi 2 est la Classe de traitement 2.

Question 5 : Méthodes courantes de traitement de préservation.

Il existe plusieurs méthodes pour introduire des produits de préservation dans le bois, offrant différents niveaux de pénétration et de rétention du produit.

Deux méthodes courantes :

Traitement par trempage (ou aspersion) : Méthode simple où le bois est immergé ou aspergé avec le produit. Offre une pénétration limitée, souvent suffisante pour les Classes d'emploi 1 et 2 si l'aubier est concerné.
Traitement par autoclave (vide et pression) : Méthode industrielle où le bois est placé dans un autoclave et soumis à des cycles de vide et de pression en présence du produit. Permet une pénétration en profondeur, nécessaire pour les Classes d'emploi 3, 4 et 5.
(Méthode supplémentaire) Traitement par badigeonnage/application au pinceau : Application manuelle du produit en surface. Efficacité très limitée en termes de pénétration, généralement réservée à des retouches ou pour des risques très faibles (Classe d'emploi 1).

Traitement et Durabilité d’une Poutre en Bois