Le bois est un matériau hygroscopique, c’est-à-dire un matériau qui absorbe l’eau. L’eau pénètre dans le bois de trois manières: en tant que fluide à travers les lumières cellulaires par la tension capillaire, en tant que vapeur à travers les lumières cellulaires et en tant que diffusion moléculaire à travers les parois cellulaires. La teneur en humidité du bois signifie la relation entre la masse d’eau qu’il contient et la masse du bois sans eau. (Par exemple, si un morceau de bois pesant 100 kg contient 50 kg d’eau, le pourcentage d’humidité est alors de 100%). La teneur en humidité du bois nouvellement scié est généralement de 40 à 200%. En utilisation normale, la teneur en humidité du bois varie entre 8% et 25% en poids, en fonction de l’humidité relative de l’air.
La teneur en humidité d’équilibre du bois est un état correspondant à la température de l’air et à l’humidité relative, dans lequel la teneur en humidité du bois reste stable. Il convient de noter à propos de la teneur en humidité d’équilibre du bois qu’elle est déterminée par l’humidité relative de l’air et non par son humidité absolue. L’humidité relative de l’air est le rapport entre la quantité d’eau dans l’air et la quantité maximale d’eau que l’air pourrait contenir à la température ambiante. Le bois pré-séché atteint sa teneur en humidité d’équilibre en quelques semaines. Le point de saturation du grain du bois signifie le rapport de l’humidité dans le bois lorsque les parois cellulaires sont saturées d’eau, mais aucune eau libre n’apparaît dans la cellule lumina. En séchant, le bois commence à se contracter lorsque sa teneur en humidité tombe en dessous du point de saturation. En conséquence, lorsque le bois est mouillé, l’expansion se termine au point de saturation. Chez les principales espèces d’arbres finlandaises, le point de saturation à + 20 C est d’environ 30%. La capacité du bois à absorber et à libérer l’humidité (capacité d’humidité) peut être utilisée comme un avantage structurel, par exemple en utilisant une isolation thermique à base de bois dans la construction, qui équilibre le mouvement de l’humidité dans les structures.
Le bois se contracte et se dilate de différentes manières dans les directions radiale et tangentielle des anneaux de croissance et dans la direction du grain. Ce phénomène porte le nom d’anisotropie. En séchant, le bois passe de complètement humide à absolument sec, dans la direction tangentielle de 8% en moyenne, dans la direction radiale d’environ 4% et dans la direction du grain de seulement 0,2 à 0,4%. Le bois de cœur est toujours plus sec que le bois de surface, ce qui rend le séchage du bois difficile. L’anisotropie et les tensions internes du bois sont également causées par le gauchissement du bois lorsqu’il sèche. La dynamique de l’humidité du bois doit toujours être prise en compte dans la construction. La dynamique de l’humidité peut entraîner, par exemple, l’enfoncement de la charpente d’un bâtiment au milieu. De plus, le grand retrait du bois dans la direction tangentielle provoque la fissuration du bois de grande taille. Le bois se fissure généralement à l’endroit où la distance entre la surface et le noyau est la plus courte.
À mesure que la densité du bois augmente, le retrait et l’expansion causés par l’humidité augmentent généralement. À mesure que le bois sèche, ses propriétés de résistance s’améliorent. Par exemple, la résistance à la compression et à la flexion du bois augmente d’environ deux fois à mesure que le bois sèche de frais à 12-15%. La résistance à la traction du bois est à son maximum dans la plage de teneur en humidité de 6 à 12%. À mesure que le bois sèche, ses propriétés de résistance s’améliorent considérablement lorsque la teneur en humidité tombe en dessous du point de saturation du grain. Dans le dimensionnement des structures en bois, la teneur en humidité du bois doit également être prise en compte, car elle affecte la résistance du bois.
Le bois commence à subir des dommages si sa teneur en humidité reste à plus de 20% pendant de longues périodes. L’humidité relative de l’air ambiant est alors généralement d’environ 80 à 90% ou plus. Le bois commence à moisir en quelques mois si l’humidité relative de l’air ambiant reste à plus de 80% pendant cette période. L’humidité relative de l’air de 70% peut être considérée comme une valeur critique. Lorsque l’humidité relative de l’air dépasse 90%, le bois commence à pourrir. Une condition préalable au moulage et à la décomposition du bois, cependant, est que la température soit comprise entre + 0 et +40 C. Bien que dans des températures inférieures à zéro, l’humidité relative de l’air puisse être supérieure à 85% pendant de longues périodes, le bois ne subit pas de dommages, car la température est insuffisante pour que les champignons et la pourriture se développent. Pour prospérer, les spores fongiques et les champignons pourris ont également besoin d’oxygène et de nutriments, dont il y a généralement beaucoup à la fois dans le bois et dans l’air environnant.
Le champignon ne peut pas pénétrer plus profondément que la surface du bois, il n’est donc pas nocif du point de vue de la résistance du bois. Les spores propagées par le champignon sont cependant nocives pour la santé, car elles peuvent donner aux gens différentes réactions allergiques et de légers symptômes d’empoisonnement, tels qu’un nez qui coule continuellement, des étourdissements et des maux de tête. Pour cette raison, l’apparition de moisissures doit toujours être prise au sérieux. L’altération du bois est souvent comparée à tort à un moisi. L’altération du bois est une pigmentation causée par la tache bleue, qui pénètre également plus profondément dans la structure du bois. La tache bleue se propage sous forme de spores ou de croissance mycélienne et est particulièrement répandue chez les conifères qui stockent du CO2. La tache bleue ne peut pas se développer à une température inférieure à + 5 C. Les intempéries n’affectent pas essentiellement la résistance du bois.
La dépendance de la teneur en humidité des produits du bois sur la température et l’humidité relative de l’air
Exemple d’application (ligne pointillée rouge)
– Données sources:
– température de l’air intérieur + 22 C
– humidité relative de l’air intérieur RH 50%
Le tableau montre que la teneur en humidité du bois est d’environ 9,5% dans le cas sur la base des données source
