Comprendre les panneaux structuraux en bois

• Les panneaux structuraux en bois, également connus sous le nom de panneaux en bois d'ingénierie, sont largement utilisés dans les maisons et les bureaux aujourd'hui car ils donnent un aspect modernisé à l'espace. Le bois d'ingénierie fait référence à une variété de produits dérivés du bois qui sont créés en liant ou en fixant des fibres de bois, des placages ou des planches avec des adhésifs ou d'autres techniques de fixation pour créer un matériau composite. Eh bien, dans cet article, la question suivante sur les panneaux structuraux en bois sera abordée :
  Qu'est-ce que les panneaux structuraux en bois ?
• Quelles sont les applications des panneaux structuraux en bois ?
• Quelles sont les propriétés du bois d'ingénierie ?
• quels sont les types de panneaux structuraux en bois ?
• Quels sont les avantages et les limites du bois d'ingénierie ?

Maintenant, plongeons !

Qu'est-ce que les panneaux structuraux en bois ?

Le bois d'ingénierie, également connu sous le nom de bois massif, bois composite, bois synthétique ou panneau produit, fait référence à une variété de produits dérivés du bois qui sont créés en liant ou en fixant des fibres de bois, des placages ou des panneaux avec des adhésifs ou d'autres fixateurs. pour créer un matériau composite.

Un panneau structurel en bois est décrit comme « un panneau réalisé à partir de placages; ou brins de bois ou plaquettes; liés avec des résines synthétiques imperméables ou d'autres techniques de liaison acceptables » dans le Code résidentiel international (IRC) 2018, qui a été publié par l'International Code Council (ICC). Le contreplaqué, les panneaux à copeaux orientés (OSB) et les panneaux composites sont quelques types de panneaux structuraux en bois.

Les panneaux peuvent avoir n'importe quelle épaisseur entre quelques millimètres et 16 pouces (410 mm) ou plus lorsqu'ils sont faits de bois lamellé-croisé (CLT), et leurs tailles peuvent aller de quelques pouces à 64 pieds sur 8 pieds (19,5 sur 2,4 m) ou plus. Pour assurer l'uniformité et la prévisibilité de leurs performances structurelles, ces éléments sont conçus selon des exigences de conception précises, testés pour satisfaire aux normes nationales ou internationales, puis produits.

Quelles sont les applications des panneaux structuraux en bois ?

En règle générale, les mêmes bois durs et résineux utilisés pour produire du bois d'œuvre sont utilisés pour créer des produits en bois d'ingénierie. Le bois d'ingénierie fait de fibres ou de particules de bois peut être fabriqué à partir de déchets de scierie et d'autres déchets de bois, mais les placages comme le contreplaqué, les panneaux de fibres à densité moyenne (MDF) et les panneaux de particules sont généralement fabriqués à partir de rondins complets. Le panneau à copeaux orientés (OSB), un produit de bois d'ingénierie, est un produit qui utilise des arbres de la famille des peupliers, une espèce commune mais non structurelle.

Les panneaux structuraux en bois sont utilisés dans de nombreuses applications différentes, notamment les biens industriels, les bâtiments commerciaux et la construction de maisons. Dans de nombreux projets de construction, les marchandises peuvent être utilisées à la place de l'acier pour les solives et les poutres. Une classe de matériaux de construction pouvant remplacer les assemblages en béton est appelée bois de masse. Au cours des prochaines décennies, l'adoption généralisée du bois massif et son remplacement par l'acier et le béton dans les nouveaux projets de construction de moyenne hauteur pourraient contribuer à réduire le changement climatique.

Voici les applications des panneaux structuraux dans la construction : 

• Étages
• Murs
• Toits

Étages

Le panneau structurel en bois le plus typique utilisé comme sous-plancher et sous-couche dans les applications de plancher ordinaires a une épaisseur de 23/32 pouces, installé à 24 pouces au centre (figures 10a et 10b). Ces panneaux offrent une surface robuste, rigide et solide sur laquelle divers types de revêtements de sol de finition (tels que moquette et coussin) peuvent être posés directement, avec des supports à 24 pouces au centre ou moins.
De nombreuses applications utilisent également un système de plancher à deux couches, qui se compose d'une couche de sous-couche et d'une couche de sous-plancher structurel.

Murs

Les panneaux structuraux en bois empêchent le soutirage le long des murs (causé par les tremblements de terre et le vent) et maintiennent les murs droits (figures 11 et 12). Dans d'autres cas, le système de contreventement des panneaux structuraux en bois est remplacé par un revêtement mural en carton, en mousse plastique ou en d'autres matériaux.

Toits

Sous divers systèmes d'étanchéité, les panneaux structuraux en bois sont fréquemment utilisés comme revêtement de toit sur les toits en pente et plats. Ils supportent le poids des humains, des équipements mécaniques et des charges de gravité de la neige, de la pluie et des toits finis tout en protégeant les bâtiments des contraintes latérales causées par les vents violents ou les tremblements de terre. 7/16″ et 15/32″ sont les épaisseurs de panneaux les plus populaires utilisées dans les toits. Les fermes généralement espacées de 24″ au centre les soutiennent. Les normes de construction autorisent souvent des panneaux structuraux en bois aussi minces que 3/8″ d'épaisseur dans les toits avec des supports jusqu'à 24″ oc dans les régions avec peu ou pas de charges de neige.

Quelles sont les propriétés du bois d'ingénierie ?

Il existe de nombreuses façons d'utiliser le bois pour répondre aux exigences physiques de l'industrie, mais la plupart de ces méthodes fonctionnent à une échelle macro et ne modifient pas la microstructure ou les qualités des matériaux. Afin d'atteindre simultanément une résistance mécanique élevée et une aptitude au moulage acceptable, une défaillance se produit. Il existe des méthodes pour créer du bois qui est à la fois très résistant mécaniquement et malléable.

Le bois naturel est partiellement délignifié et ramolli au cours du processus, puis ses fibres et ses vaisseaux sont rétrécis par séchage. Enfin, le matériau est "choqué" avec de l'eau pour ouvrir sélectivement les vaisseaux. Le choc hydrique crée des parois cellulaires en fibres froissées et des capillaires partiellement ouverts. En raison de sa microstructure, le bois peut fléchir et se mouler. En utilisant la microscopie électronique à balayage (SEM), il est possible de voir que les fibres du bois moulable sont étroitement emballées et que certains des vaisseaux se sont partiellement ouverts à la suite du processus de choc à l'eau.

Les propriétés mécaniques des panneaux d'ingénierie ou du bois comprennent le test de flexion, la résistance à la traction et la résistance à la compression.

Quels sont les types de panneaux structuraux en bois ?

Voici les types courants de panneaux structuraux en bois :

• Contreplaqué
• Bois densifié
• Panneaux de fibres
• Panneau de particules
• Panneau à copeaux orientés
• Bois lamellé
• Placage stratifié
• Bois lamellé-croisé

Contreplaqué

Le premier produit en bois d'ingénierie est parfois appelé contreplaqué, un panneau de bois structurel. Des feuilles de placage lamellé-croisé sont utilisées pour créer du contreplaqué, qui est ensuite collé avec des adhésifs solides et résistants à l'humidité en utilisant la chaleur et la pression. La résistance et la rigidité du panneau dans les deux sens sont augmentées par «l'orientation transversale» ou en changeant l'orientation du grain des placages d'une couche à l'autre. Les panneaux à copeaux orientés et les panneaux composites structuraux sont des exemples d'autres panneaux structuraux en bois.

Bois densifié

Les fibres de bois sont compressées mécaniquement dans une presse à chaud pour augmenter la densité par un facteur de trois, créant du bois densifié. On prévoit que cette augmentation de densité améliorera proportionnellement la résistance et la rigidité du bois. Les premières recherches ont soutenu ces résultats, qui comprenaient une multiplication par trois de la résistance mécanique.

Panneaux de fibres

Afin de créer des panneaux de fibres à densité moyenne et des panneaux de fibres à haute densité (panneaux durs), le bois dur ou résineux résiduel est converti en fibres de bois, qui sont ensuite mélangées avec de la cire et un liant de résine avant d'être formées en panneaux à haute température et pression.

Panneau de particules

Les copeaux de bois, les copeaux de scierie ou même la sciure de bois, ainsi qu'une résine synthétique ou un autre liant approprié, sont pressés et extrudés pour créer des panneaux de particules. Des matériaux similaires sont utilisés dans les panneaux à copeaux orientés, parfois appelés panneaux de flocons, panneaux de plaquettes ou panneaux de particules, mais ils utilisent des flocons de bois usinés pour une plus grande résistance. Lorsque l'économie est plus essentielle que la résistance et l'apparence, les panneaux de particules sont remplacés par du bois et du contreplaqué standard car ils sont moins chers, plus denses et plus uniformes. Le panneau de particules présente un inconvénient important en ce sens qu'il est assez sensible à l'expansion et à la décoloration liées à l'humidité, surtout s'il n'est pas peint ou autrement scellé.

Panneau à copeaux orientés

Un panneau structurel en bois connu sous le nom de panneau à copeaux orientés (OSB) est fabriqué à partir de brins de bois rectangulaires qui sont orientés longitudinalement, stratifiés, disposés en nattes et assemblés avec des adhésifs thermodurcissables résistant à l'humidité. Pour donner au panneau résistance et rigidité, les couches individuelles peuvent être orientées transversalement. Cependant, la majorité des panneaux OSB sont plus fortement livrés dans une direction. Normalement, la direction la plus forte de la planche est alignée avec les brins de bois dans la couche la plus externe des deux côtés. La direction la plus forte de la planche sera fréquemment indiquée par des flèches sur le produit (la hauteur ou la dimension la plus longue, dans la plupart des cas). L'OSB est un produit de panneau solide de qualité constante qui est fabriqué dans d'énormes tapis continus sans chevauchements, lacunes ou cavités.

Bois lamellé

Le bois lamellé-collé (glulam) est un matériau structurel qui peut être utilisé comme poutres ou colonnes horizontales ou verticales. Il est composé de nombreuses couches de bois dimensionnel qui sont collées avec des adhésifs résistants à l'humidité. De plus, le lamellé-collé peut être fabriqué dans des formes courbes, offrant une large gamme de flexibilité de conception.

Placage stratifié

Les placages de bois minces sont collés ensemble dans une grande billette pour créer du bois de placage stratifié (LVL). Chaque placage de la billette LVL a un grain parallèle à la direction longitudinale. Le résultat final offre une gamme plus large de largeur, de profondeur et de longueur de produit que le bois standard en raison de l'amélioration des qualités mécaniques et de la stabilité dimensionnelle. Dans les mêmes utilisations structurelles que le bois scié et le bois traditionnels, tels que les chevrons, les en-têtes, les poutres, les solives, les planches de rive, les poteaux et les colonnes, LVL fait partie de la famille des produits de bois d'ingénierie en bois composite structurel (SCL).

Bois lamellé croisé

Un panneau multicouche composé de bois appelé bois lamellé-croisé (CLT) est adaptable et durable. Pour plus de rigidité et de résistance, les planches sont disposées transversalement les unes aux autres. Les grandes portées et tous les assemblages, tels que les planchers, les murs ou les toits, peuvent être construits avec CLT. [15] Étant donné que les panneaux sont produits et complétés hors site et livrés prêts à être montés et vissés ensemble dans le cadre d'un projet d'assemblage à plat, le CLT a l'avantage de délais de construction plus rapides.

Panneaux structuraux isolés

Les panneaux isolants structuraux (SIP) sont des composites faits de mousse de polystyrène expansé (EPS) placés entre des panneaux structuraux en bois. Les SIP sont utilisés pour construire des toits, des murs et des sols. Les SIP sont utilisés en raison de leur efficacité énergétique. Typiquement, EPS est recouvert de peaux OSB 7/16″. L'EPS des SIP peut être aussi épais qu'un pied, ce qui les rend parfaits pour les zones froides.
Les châssis électriques et de plomberie sont déjà en place, toutes les ouvertures et formes sont prédécoupées et les SIP sont fabriqués en usine. Le bâtiment peut être clos en deux ou trois jours une fois les fondations posées. Ensuite, exactement comme pour un bâtiment construit sur le terrain, un panneau de gypse est appliqué sur la surface intérieure des SIP.

Quels sont les avantages et les limites du bois d'ingénierie ?

Voici les avantages et les inconvénients des panneaux structuraux en bois ou des panneaux d'ingénierie dans leurs diverses applications :

Avantages :

• Le bois d'ingénierie peut être fabriqué pour répondre aux exigences de performance d'une application spécifique car il est fabriqué par l'homme. Les exigences de l'arbre source ne sont pas déterminées par les formes et dimensions requises (longueur ou largeur de l'arbre)
• Parce qu'ils sont flexibles et disponibles dans une large gamme d'épaisseurs, de largeurs, de qualités et de classifications de durabilité exposées, les panneaux structuraux en bois sont parfaits pour une utilisation dans une large gamme de projets de construction, industriels et domestiques.
• Les produits en bois d'ingénierie sont créés de manière à maximiser la résistance et la rigidité que le bois possède naturellement. Certains des articles ont une plus grande résistance structurelle que les matériaux de construction en bois normaux et sont très stables.
• Le bois lamellé-collé (glulam) est plus rigide et robuste que le bois de dimensions comparables, et il est plus puissant que l'acier livre pour livre.
• Davantage d'options de conception sans perdre les exigences structurelles sont fournies par certains produits en bois d'ingénierie.
• Les panneaux de bois d'ingénierie sont simples à gérer lors de l'utilisation d'outils courants et de connaissances fondamentales. Ils peuvent être assemblés, acheminés, coupés, percés, collés et fixés. Sans perdre de sa résistance, le contreplaqué peut être plié pour créer des surfaces courbes. La grande taille du panneau accélère également la construction en minimisant la quantité de manipulation et d'installation requise pour chaque pièce.
• Les panneaux structuraux en bois utilisent le bois plus efficacement. Ils peuvent être produits à partir d'essences peu utilisées, de bois défectueux ou de petits morceaux de bois.
• La flexibilité des grandes portées des fermes en bois et leurs solides rapports résistance/poids leur permettent d'être utilisées dans une variété d'applications de toit et de sol.
• Le bois d'ingénierie aurait des avantages structurels pour la construction de maisons.
• L'utilisation de bois d'ingénierie, qui peut être fabriqué à partir d'arbres relativement petits, est conseillée par les partisans de la conception durable, par opposition aux pièces massives de bois de dimensions solides, qui nécessitent l'abattage d'un grand arbre.

Inconvénients :

• Par rapport au bois massif, leur création nécessite plus d'énergie primaire.
• Les adhésifs de certains objets peuvent être nocifs. La libération de formaldéhyde de diverses résines dans le produit fini, qui se produit fréquemment avec les produits liés à l'urée-formaldéhyde, est une source d'inquiétude.
• Certains produits peuvent exposer les travailleurs à des produits chimiques nocifs lorsqu'ils sont coupés ou manipulés de différentes manières.
• Par rapport aux bois massifs équivalents, certains produits en bois d'ingénierie, tels que ceux destinés à un usage intérieur, peuvent être plus faibles et plus sensibles au gauchissement induit par l'humidité. En raison de leur propension à absorber l'eau, la majorité des panneaux à base de particules et de fibres ne conviennent pas à une utilisation en extérieur.

Conclusion

Le revêtement en panneaux structuraux en bois préserve la résistance structurelle de la maison et permet d'isoler les murs à des valeurs R plus élevées, créant ainsi des systèmes de murs à haute résistance qui sont abordables et pratiques pour les entrepreneurs. C'est tout pour cet article où les questions suivantes sur les panneaux structuraux en bois sont abordées.

• Qu'est-ce que les panneaux structuraux en bois ?
• Quelles sont les applications des panneaux structuraux en bois ?
• Quelles sont les propriétés du bois d'ingénierie ?
• quels sont les types de panneaux structuraux en bois ?
• Quels sont les avantages et les limites du bois d'ingénierie ?

J'espère que vous avez beaucoup appris de la lecture, si c'est le cas, merci de partager avec les autres. Merci d'avoir lu, à bientôt !