Pendant plusieurs années, les valeurs de calcul du bois d’échantillon canadien étaient déterminées en testant de petits échantillons clairs. Malgré le fait que cette méthode ait bien fonctionné dans le passé, certains indices laissaient croire qu’elle ne traduisait pas toujours avec exactitude le comportement futur d’un élément de pleine dimension une fois en service.
À compter des années 1970, de nouvelles données ont été colligées sur le bois classifié de pleine dimension. Cette méthode est appelée essais « in-grade ». Au début des années 1980, l’industrie canadienne du bois a mené un important programme de recherche exécuté par le Conseil canadien du bois et portant sur les caractéristiques de résistance du bois en flexion, en traction et en compression parallèles au fil relativement au bois de 38 mm (2 po nominal) portant sur toutes les combinaisons d’essences commerciales importantes. Le programme sur les caractéristiques du bois a été mené en coopération avec l’industrie américaine, dans le but de vérifier la corrélation entre les classes de bois de moulin en moulin, de région en région, et entre le Canada et les États-Unis.
Le programme d’essais « in-grade » a entraîné des tests sur des milliers de pièces de bois de pleine dimension jusqu’à leur destruction. L’objectif consistait à déterminer leurs caractéristiques en service. Il était convenu que ce programme d’essais devait simuler, dans toute la mesure du possible, les conditions structurelles d’utilisation finale auxquelles le bois serait soumis.
Après conditionnement jusqu’à l’obtention d’un taux d’humidité d’environ 15 %, les échantillons ont été testés sous des charges à court et à long terme, conformément à la norme ASTM D4761. Au Canada, des échantillons de bois de trois dimensions (38 x 89 mm, 38 x 184 mm et 38 x 235 mm; 2 x 4 po, 2 x 8 po et 2 x 10 po) ont été prélevés dans l’ensemble des régions de culture canadienne pour les trois plus grands groupes d’essences : épinette-pin-sapin (É-P-S), douglas-mélèze (D-M) et pruche-sapin (P-S). Les classes de structure choisies no 1, no 2 et no 3, ainsi que les classes d’ossatures légères, ont été évaluées en flexion. Les classes de structure choisies no 1 et no 2 ont été évaluées en traction et en compression parallèles au fil. Plusieurs autres essences moins abondantes ont également été évaluées, à un échantillonnage moins étendu.
Les essais « in-grade » ont établi de nouveaux rapports entre les essences, les dimensions et les classes. La base de données des résultats du bois de dimension a été examinée afin de cerner des tendances dans les rapports de propriétés en flexion, en traction et en compression, selon les dimensions des éléments et la classe de bois. Ces études ont permis d’établir une assise à partir de laquelle étendre les résultats à toute la gamme de classes et de grosseurs d’éléments de bois de dimension devant être intégrée à la norme CSA O86. Au Canada, la norme CSA 086 et le Code national du bâtiment du Canada (CNB) ont adopté les résultats du programme des caractéristiques du bois. Les données ont également servi à la mise à jour des valeurs de calcul aux États-Unis.
Les données scientifiques issues du programme des caractéristiques du bois ont démontré les éléments suivants :
- une forte corrélation entre les propriétés de résistance du bois de dimension visuellement classé no1 et no2;
- une bonne corrélation dans l’application des règles de classification d’un moulin à un autre et d’une région à une autre;
- une diminution de la résistance relative avec l’augmentation des dimensions (l’effet d’échelle) — par exemple, la résistance à la flexion unitaire d’une pièce de 38 × 89 mm (2 x 4 po) est supérieure à celle d’une pièce de 38 × 114 mm (2 x 6 po).
À la suite du programme d’essais, la norme ASTM D1990 a été élaborée et publiée. Les données relatives à la flexion, à la tension et à la compression parallèles au fil, ainsi que les modules d’élasticité sont toujours analysés selon cette norme.
Contrairement au bois classé visuellement, où les propriétés de résistance anticipées sont déterminées par l’évaluation d’une pièce en fonction de son apparence visuelle et de la présence de défauts dans le bois comme des nœuds, la flache ou l’angle du fil, les caractéristiques de résistance du bois classé par contrainte mécanique sont déterminées en appliquant une puissance à la pièce et en mesurant réellement la rigidité de la pièce. À mesure que la pièce de bois avance dans l’appareil d’évaluation mécanique, sa rigidité est mesurée et enregistrée par un petit ordinateur, tandis que sa résistance est évaluée par corrélation. Le classement par contrainte mécanique peut être réalisé à un débit pouvant atteindre 365 m (1000 pi) par minute, ce qui comprend l’estampillage. Le bois classé mécaniquement fait également l’objet d’une inspection visuelle, pour vérifier les propriétés autres que la rigidité qui pourraient avoir une incidence sur sa qualité technique. Étant donné que la rigidité de chaque pièce est mesurée individuellement et que la résistance est mesurée sur des pièces choisies dans le cadre d’un programme de contrôle de la qualité, le bois classé mécaniquement peut se voir attribuer des résistances structurelles spécifiées supérieures que le bois de dimension classé visuellement.
Pour obtenir de plus amples renseignements, veuillez consulter les ressources suivantes :
Propriétés du bois canadien (Conseil canadien du bois)
ASTM D1990 Pratique normalisée d’établissement des propriétés acceptables du bois visuellement classé, des essais « in-grade » aux échantillons de pleine dimension
ASTM D4761 Méthodes d’essai normalisées pour les propriétés mécaniques du bois et des matériaux structurels en bois
Commission nationale de classification des sciages (NLGA).
