Caractéristiques techniques du bois pour construction MOB

Imaginez une maison passive, baignée de lumière naturelle, chaleureuse en hiver et fraîche en été, le tout grâce à la magie du bois. La construction de maisons à ossature bois (MOB) connaît un essor considérable, portée par une prise de conscience environnementale croissante et une recherche d’alternatives constructives performantes. Le bois n’est pas seulement un matériau esthétique ; il offre des atouts considérables en termes d’isolation, de rapidité de construction et de respect de l’environnement. Apprenez comment choisir le bois idéal pour votre projet.

Cependant, le bois est un matériau vivant, sensible aux variations d’humidité, aux attaques d’insectes et aux contraintes mécaniques. Choisir le mauvais type de bois, ignorer ses propriétés spécifiques ou négliger sa mise en œuvre peut entraîner des problèmes majeurs : déformations, infiltrations, perte d’efficacité énergétique, voire même des risques pour la structure. Pour éviter ces écueils, une compréhension approfondie des caractéristiques techniques du bois est essentielle. Ce guide vous permettra de naviguer dans le monde du bois de construction et de faire les choix les plus judicieux pour votre projet de MOB, en optimisant résistance, isolation et durabilité.

Les essences de bois couramment utilisées en construction MOB (diversité et pertinence)

Le marché offre une grande variété d’essences de bois, chacune présentant des caractéristiques uniques en termes de capacité portante, de longévité, d’esthétique et de coût. Le choix de l’essence appropriée est crucial et dépend de l’utilisation prévue : ossature, bardage, isolation, ou aménagement intérieur. Il est important de bien comprendre les atouts et les faiblesses de chaque essence pour optimiser la performance et la longévité de votre MOB.

Bois résineux : les piliers de la structure

Les bois résineux sont souvent privilégiés pour la structure des MOB en raison de leur bon rapport résistance/poids et de leur coût généralement abordable. Ils sont relativement faciles à travailler et à assembler, ce qui facilite la construction. Cependant, il est essentiel de choisir une essence adaptée au climat et de veiller à une protection adéquate contre l’humidité et les insectes.

• Pin (Sylvestre, Maritime, Douglas) : Le pin est une essence courante, appréciée pour sa disponibilité et son prix attractif. Le pin sylvestre est polyvalent, tandis que le pin maritime est plus résistant à l’humidité. Le pin Douglas, quant à lui, offre une excellente capacité portante. Cependant, le pin est sensible aux attaques d’insectes et de champignons, ce qui nécessite un traitement de préservation approprié. Un traitement autoclave est souvent nécessaire pour garantir sa durabilité.
• Épicéa : L’épicéa est un bois léger, facile à travailler et à clouer. Il est souvent utilisé pour l’ossature des MOB et la charpente. Son coût est généralement inférieur à celui du pin Douglas. Néanmoins, l’épicéa est peu durable en contact direct avec le sol ou l’humidité, ce qui exige une protection adéquate. Son grain fin le rend apte aux finitions de qualité.
• Mélèze : Le mélèze est un bois naturellement durable, résistant aux intempéries et aux insectes. Il est donc souvent utilisé en bardage extérieur. Son esthétique chaleureuse, avec ses nœuds apparents, est très appréciée. Son prix est généralement plus élevé que celui du pin ou de l’épicéa, ce qui peut influencer le budget global de la construction.

Bois feuillus : esthétique et performance

Les bois feuillus, bien que souvent plus coûteux que les résineux, apportent une esthétique chaleureuse et peuvent offrir des performances exceptionnelles en termes de résistance et de durabilité. Ils sont souvent utilisés pour des éléments structurels spécifiques, des aménagements intérieurs ou des finitions de qualité.

• Chêne : Le chêne est un bois noble, réputé pour sa résistance, sa durabilité et son esthétique intemporelle. Il est souvent utilisé pour des poteaux, des poutres apparentes ou des parquets. Son prix élevé le réserve souvent à des applications spécifiques. Le chêne massif peut se fendre ou se déformer avec les variations d’humidité, ce qui nécessite une mise en œuvre soignée.
• Hêtre : L’hêtre est un bois homogène, facile à usiner et à teinter. Il est souvent utilisé pour la fabrication de panneaux (OSB, contreplaqué) ou de meubles. Sa couleur claire et son grain fin en font un matériau esthétique et polyvalent. L’hêtre est sensible à l’humidité et doit être protégé en conséquence.
• Peuplier : Le peuplier est un bois léger, tendre et bon isolant. Il est souvent utilisé pour la fabrication de panneaux de fibres de bois ou pour des applications où le poids est un facteur déterminant. Son coût est généralement faible. Le peuplier est peu durable en extérieur et doit être traité pour résister aux intempéries.

Bois exotiques (alternatives durables et performantes)

Les bois exotiques, originaires de régions tropicales, offrent souvent une durabilité naturelle exceptionnelle et une résistance accrue aux intempéries et aux insectes. Ils sont couramment utilisés pour les bardages, les terrasses ou les menuiseries extérieures. Après avoir exploré les essences locales, penchons-nous sur ces alternatives, en veillant à une provenance légale et durable pour préserver les forêts tropicales et limiter l’impact environnemental.

• Classe de risque biologique : La classe de risque biologique, définie par la norme EN 335, détermine le niveau de protection nécessaire pour le bois en fonction de son exposition à l’humidité et aux attaques d’organismes xylophages. Il est essentiel de choisir un bois dont la classe d’emploi correspond à son utilisation. Par exemple, un bois exposé en permanence à l’humidité (classe 4 ou 5) nécessitera une essence naturellement durable ou un traitement de préservation renforcé.
• Exemples (IPE, Cumaru, Padouk) : L’IPE est un bois très dense et durable, idéal pour les terrasses. Le Cumaru offre une résistance similaire à un coût légèrement inférieur. Le Padouk, avec sa couleur rouge orangé distinctive, est apprécié pour son esthétique et sa durabilité. Ces bois exotiques peuvent durer plusieurs décennies sans traitement particulier.
• Considérations écologiques : Privilégiez les bois exotiques certifiés FSC (Forest Stewardship Council) ou PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification schemes). Ces certifications garantissent que le bois provient de forêts gérées durablement. Il est également important de prendre en compte l’impact environnemental du transport de ces bois depuis les régions tropicales.

Essence	Résistance Mécanique (Flexion)	Densité (kg/m³)	Durabilité Naturelle (EN 350)	Coût (Indicatif)
Pin Sylvestre	Moyenne	500	Classe 4 (nécessite traitement)	Bas
Épicéa	Moyenne	450	Classe 3 (nécessite traitement)	Bas
Mélèze	Bonne	650	Classe 3 naturellement	Moyen
Chêne	Élevée	700	Classe 2 naturellement	Élevé
IPE	Très Élevée	1050	Classe 1 naturellement	Très Élevé

Caractéristiques mécaniques : assurer la stabilité et la capacité portante

Les caractéristiques mécaniques du bois sont fondamentales pour garantir la stabilité et la capacité portante de la structure d’une MOB face aux différentes charges qu’elle subira : vent, neige, poids des occupants et des équipements, ou encore éventuels mouvements sismiques. Après avoir exploré les différentes essences et leurs applications, il est crucial de comprendre ces propriétés pour un dimensionnement correct et une sécurité accrue.

Résistance à la traction (parallèle et perpendiculaire au fil)

La résistance à la traction représente la capacité du bois à résister à une force qui tend à l’étirer. La résistance à la traction parallèle au fil (dans le sens des fibres) est bien supérieure à la résistance perpendiculaire au fil. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les assemblages, où les forces de traction peuvent être importantes. Un bois avec une faible résistance à la traction risque de se rompre au niveau des fixations.

Résistance à la compression (parallèle et perpendiculaire au fil)

La résistance à la compression représente la capacité du bois à résister à une force qui tend à l’écraser. Comme pour la traction, la résistance à la compression parallèle au fil est beaucoup plus élevée que perpendiculairement au fil. Cette caractéristique est cruciale pour les poteaux et les éléments porteurs qui supportent le poids de la structure. Une mauvaise estimation de la résistance à la compression peut entraîner l’effondrement de la structure.

Résistance à la flexion

La résistance à la flexion représente la capacité du bois à résister à une force qui tend à le courber. Elle est particulièrement importante pour les poutres et les solives qui supportent des charges réparties. Un bois avec une faible résistance à la flexion se déformera excessivement sous charge, ce qui peut entraîner des problèmes d’inconfort et d’esthétique.

Module d’élasticité (E)

Le module d’élasticité (E) est une mesure de la rigidité du bois. Il indique sa capacité à se déformer sous charge et à reprendre sa forme initiale une fois la charge supprimée. Un bois avec un module d’élasticité élevé sera plus rigide et se déformera moins sous charge. Le module d’élasticité est un paramètre essentiel pour le calcul des déformations et le dimensionnement des structures.

Résistance au cisaillement

La résistance au cisaillement représente la capacité du bois à résister à une force qui tend à le couper. Elle est particulièrement importante pour les assemblages, où les forces de cisaillement peuvent être importantes. Un bois avec une faible résistance au cisaillement risque de se rompre au niveau des fixations.

Classes de résistance mécanique

Les classes de résistance mécanique permettent de classer les bois en fonction de leurs performances mécaniques, conformément à la norme EN 338. Par exemple, les résineux sont classés en classes C (C18, C24, C30, etc.) et les feuillus en classes D (D30, D40, etc.). Chaque classe correspond à des valeurs minimales garanties de résistance à la flexion, à la traction, à la compression et au cisaillement. Choisir un bois avec une classe de résistance adaptée aux exigences du projet, en se basant sur la norme EN 14081, est essentiel pour garantir la sécurité de la structure.

Classe de Résistance	Résistance caractéristique à la flexion (MPa)	Module d’élasticité moyen (GPa)
C18	18	9
C24	24	11
C30	30	12
D30	30	12
D40	40	14

Caractéristiques physiques : isolation thermique, hygrométrie et durabilité

Au-delà des aspects mécaniques, les caractéristiques physiques du bois jouent un rôle crucial dans le confort, la performance énergétique et la longévité d’une construction MOB. La densité, la conductivité thermique, l’hygroscopicité et la durabilité naturelle sont autant de paramètres à prendre en compte pour optimiser le comportement de la maison et garantir le bien-être de ses occupants.

Densité

La densité du bois, exprimée en kg/m³, influence à la fois sa résistance mécanique et son isolation thermique. Les bois denses sont généralement plus résistants, mais aussi plus conducteurs de chaleur. Les bois légers offrent une meilleure isolation thermique, mais peuvent être moins résistants. Il est donc important de trouver un compromis entre résistance et isolation en fonction des besoins du projet. Par exemple, le balsa a une densité d’environ 140 kg/m³, tandis que l’ébène peut atteindre 1200 kg/m³.

Conductivité thermique (λ)

La conductivité thermique (λ), exprimée en W/(m.K), mesure la capacité d’un matériau à conduire la chaleur. Un bois avec une faible conductivité thermique est un bon isolant. Le bois est un meilleur isolant que le béton ou la brique. Par exemple, la conductivité thermique du pin se situe autour de 0,13 W/(m.K), tandis que celle du béton est d’environ 1,75 W/(m.K).

Chaleur spécifique (c)

La chaleur spécifique (c), exprimée en J/(kg.K), mesure la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d’un kilogramme de matériau de 1 degré Celsius. Une chaleur spécifique élevée confère au matériau une bonne inertie thermique, c’est-à-dire sa capacité à stocker la chaleur et à la restituer lentement. Cela contribue au confort d’été en limitant les variations de température à l’intérieur de la maison. En général, la chaleur spécifique du bois se situe autour de 1600 J/(kg.K).

Diffusivité thermique

La diffusivité thermique est étroitement liée à la conductivité thermique et à la chaleur spécifique. Elle indique à quelle vitesse les variations de température se propagent à travers un matériau. Un bois avec une faible diffusivité thermique permettra de ralentir la propagation de la chaleur, ce qui améliore l’isolation et le confort thermique d’été. Par exemple, plus la conductivité thermique est faible et plus la chaleur spécifique est élevée, plus la diffusivité thermique est faible.

Hygroscopicité (capacité à absorber et à restituer l’humidité)

L’hygroscopicité est la capacité du bois à absorber et à restituer l’humidité de l’air ambiant. Cette propriété a un impact important sur la stabilité dimensionnelle du bois et la qualité de l’air intérieur. Il est donc crucial de bien gérer l’humidité dans une MOB pour éviter les problèmes de déformations, de moisissures et de condensation.

• Équilibre hygrométrique : L’équilibre hygrométrique est l’état dans lequel le bois ne gagne ni ne perd d’humidité, car il est en équilibre avec l’humidité relative de l’air ambiant. Maintenir un équilibre hygrométrique stable est essentiel pour minimiser les variations dimensionnelles du bois et préserver sa durabilité.
• Variations dimensionnelles dues à l’humidité : Le bois se rétracte lorsqu’il perd de l’humidité et gonfle lorsqu’il en absorbe. Ces variations dimensionnelles peuvent entraîner des fissures, des déformations et des problèmes d’étanchéité si elles ne sont pas prises en compte lors de la conception et de la mise en œuvre. Le retrait tangentiel (dans le sens des cernes de croissance) est généralement plus important que le retrait radial (perpendiculaire aux cernes).
• Gestion de l’humidité : Une bonne gestion de l’humidité passe par une ventilation adéquate de la maison, l’utilisation de pare-vapeur et de membranes d’étanchéité à l’air, ainsi que le choix de matériaux perspirants qui permettent à l’humidité de s’évacuer naturellement. Le taux d’humidité idéal pour le bois de construction se situe généralement entre 12% et 18%.

Durabilité naturelle

La durabilité naturelle est la capacité du bois à résister aux attaques des champignons, des insectes et des intempéries sans nécessiter de traitement de préservation. Elle varie considérablement d’une essence à l’autre. Il est donc important de choisir une essence dont la durabilité naturelle est adaptée à son utilisation et à son exposition. La norme EN 350 classe les essences de bois selon leur durabilité naturelle.

• Classes d’emploi : La norme EN 335 définit les classes d’emploi du bois en fonction de son exposition à l’humidité et aux risques biologiques. Par exemple, la classe d’emploi 1 correspond à un bois utilisé à l’intérieur, dans un environnement sec, tandis que la classe d’emploi 4 correspond à un bois en contact permanent avec le sol ou l’eau douce.
• Résistance aux champignons et aux insectes : Certains bois sont naturellement résistants aux champignons et aux insectes, tandis que d’autres sont plus sensibles. Les facteurs qui influencent la durabilité comprennent la densité, la teneur en résine et la présence de substances toxiques pour les organismes xylophages. Le pin maritime, par exemple, est naturellement plus résistant aux termites que le pin sylvestre.
• Traitements de préservation du bois : Les traitements de préservation du bois visent à améliorer sa durabilité et à le protéger contre les attaques des organismes xylophages. On distingue les traitements préventifs (application d’un produit avant l’attaque) et curatifs (application après l’attaque). Les produits utilisés peuvent être chimiques (insecticides, fongicides) ou naturels (huiles, sels de bore). Le choix du traitement doit tenir compte de l’essence du bois, de sa classe d’emploi, de l’efficacité du produit et de son impact environnemental. Il est crucial de se référer aux normes en vigueur pour garantir l’efficacité et la sécurité des traitements.

Les produits dérivés du bois pour la construction MOB : optimisation et performances

Outre le bois massif, la construction MOB fait largement appel à des produits dérivés du bois, fabriqués à partir de fibres, de lamelles ou de copeaux de bois assemblés par collage ou compression. Ces produits offrent des atouts considérables en termes de stabilité dimensionnelle, de résistance, d’isolation et de facilité de mise en œuvre.

Bois massif abouté (BMA)

Le bois massif abouté (BMA) est constitué de courtes pièces de bois massif assemblées entre elles par un système d’aboutage (encoches et collage). Cette technique permet d’obtenir des longueurs importantes de bois avec une meilleure stabilité dimensionnelle que le bois massif traditionnel. Le BMA est souvent utilisé pour l’ossature et la charpente des MOB.

Bois Lamellé-Collé (BLC)

Le bois lamellé-collé (BLC) est constitué de lamelles de bois collées entre elles sous pression. Cette technique permet d’obtenir des éléments structurels de grandes dimensions et de formes complexes, avec une capacité portante élevée. Le BLC est utilisé pour les poutres, les poteaux et les charpentes de MOB. Le BLC permet de réaliser des portées importantes sans nécessiter de supports intermédiaires.

Panneaux OSB (oriented strand board)

Les panneaux OSB (Oriented Strand Board) sont constitués de longues et fines lamelles de bois orientées en plusieurs couches croisées et collées entre elles sous pression. Les panneaux OSB offrent une bonne résistance mécanique et une bonne stabilité dimensionnelle à un coût relativement abordable. Ils sont utilisés pour le contreventement, les planchers et les murs des MOB.

Panneaux de contreplaqué

Les panneaux de contreplaqué sont constitués de fines feuilles de bois (placages) collées entre elles en couches croisées. Les panneaux de contreplaqué offrent une bonne résistance mécanique, une bonne stabilité dimensionnelle et une esthétique polyvalente. Ils sont utilisés pour les parements, les aménagements intérieurs et les coffrages. Ils sont plus esthétiques que les panneaux OSB, mais aussi plus coûteux.

Panneaux de fibres de bois

Les panneaux de fibres de bois sont constitués de fibres de bois compressées et liées entre elles par de la lignine naturelle ou un liant synthétique. Les panneaux de fibres de bois offrent une bonne isolation thermique et phonique, ainsi qu’un caractère écologique. Ils sont utilisés pour l’isolation des murs, des toitures et des planchers, ainsi que pour le bardage extérieur.

Laine de bois

La laine de bois est un matériau isolant fabriqué à partir de fibres de bois naturelles. La laine de bois offre une excellente isolation thermique et phonique, une bonne perspirance et un caractère écologique. Elle est utilisée pour l’isolation des murs, des combles et des planchers des MOB. La laine de bois contribue à réguler l’humidité de l’air intérieur et à améliorer le confort thermique de la maison.

Normes et certifications : garantir la qualité et la durabilité

Les normes et certifications jouent un rôle essentiel dans la construction MOB, en garantissant la qualité, la sécurité et la durabilité des matériaux et des ouvrages. Elles permettent aux constructeurs et aux particuliers de s’assurer que les produits utilisés répondent aux exigences réglementaires et aux bonnes pratiques de construction. Pour la construction de maison ossature bois, le respect des normes est primordial.

Normes européennes (eurocodes)

Les Eurocodes sont des normes européennes qui définissent les règles de calcul des structures en bois et autres matériaux de construction. Ils permettent de dimensionner les éléments structurels des MOB de manière à garantir leur résistance et leur stabilité face aux différentes charges. L’Eurocode 5 (EN 1995) est spécifiquement dédié au calcul des structures en bois. Les Eurocodes sont harmonisés au niveau européen et permettent de faciliter les échanges commerciaux entre les pays membres.

Certifications

Les certifications sont des labels délivrés par des organismes indépendants qui attestent de la conformité d’un produit ou d’un service à des exigences spécifiques. Dans le domaine de la construction bois, il existe différentes certifications qui garantissent la qualité, la durabilité et le respect de l’environnement.

• Marquage CE : Le marquage CE est obligatoire pour les produits de construction mis sur le marché européen. Il atteste que le produit répond aux exigences essentielles de sécurité, de santé et de protection de l’environnement définies par les directives européennes. Le marquage CE est une garantie de conformité aux normes européennes harmonisées.
• Certifications de gestion durable des forêts (FSC, PEFC) : Les certifications FSC (Forest Stewardship Council) et PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification schemes) garantissent que le bois provient de forêts gérées durablement, dans le respect de l’environnement et des populations locales. Choisir du bois certifié FSC ou PEFC contribue à préserver les forêts et à lutter contre la déforestation.
• Certifications de performance énergétique (BBC, Passivhaus) : Les certifications BBC (Bâtiment Basse Consommation) et Passivhaus attestent de la performance énergétique d’un bâtiment. Elles garantissent que la maison consomme peu d’énergie pour le chauffage, la climatisation et l’eau chaude sanitaire. Ces certifications permettent de réduire les coûts énergétiques et l’empreinte environnementale de la construction. Une maison passive consomme moins de 15 kWh/m2 par an pour le chauffage.

Réglementation construction bois en france : DTU et autres normes

En France, la construction bois est encadrée par des Documents Techniques Unifiés (DTU) qui définissent les règles de l’art pour la mise en œuvre des différents matériaux et techniques. Ces DTU constituent un guide précieux pour les professionnels du bâtiment et permettent de garantir la qualité et la pérennité des ouvrages. Parmi les DTU les plus importants pour la construction bois, on peut citer le DTU 31.2 (Construction de maisons et bâtiments à ossature bois), le DTU 41.2 (Revêtements extérieurs en bois), le DTU 51.3 (Planchers en bois) et le DTU 68.3 (Isolation thermique des bâtiments). Le respect de ces DTU est essentiel pour obtenir une garantie décennale et assurer la conformité de la construction aux exigences réglementaires. Outre les DTU, d’autres normes françaises et européennes s’appliquent à la construction bois, notamment les normes relatives à la résistance au feu, à l’acoustique et à la qualité de l’air intérieur. Se tenir informé de l’évolution de ces normes est primordial pour les professionnels du secteur.

Construire avec le bois : un investissement d’avenir pour la construction écologique

Choisir le bois pour la construction d’une maison à ossature bois (MOB), c’est opter pour un matériau renouvelable, performant et esthétique. Comprendre les caractéristiques techniques du bois est essentiel pour garantir la réussite du projet, assurer le confort des occupants et préserver l’environnement. En choisissant des essences adaptées, en dimensionnant correctement la structure et en respectant les règles de l’art, il est possible de construire une maison durable, économe en énergie et agréable à vivre.

L’avenir de la construction bois s’annonce prometteur, avec l’émergence de nouvelles technologies, de nouveaux matériaux et d’une prise de conscience environnementale croissante. En se renseignant, en consultant des professionnels et en privilégiant des solutions durables, chacun peut contribuer à construire un avenir meilleur, en harmonie avec la nature. La construction bois est un investissement à long terme, tant pour le confort personnel que pour la planète.