Travail du bois
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Le bois est un matériau naturel, vivant et d'une grande longévité s'il est correctement entretenu. Il existe presque autant d'usages que d'essences.
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[modifier] Les métiers
De nombreux métiers comme les fabricants de carrosse, les charrons ou les sabotiers ont disparu, avec l'apparition de nouveaux matériaux.
Voici une liste des métiers actuels, en relation avec le bois :
- le bûcheron, chargé de l'abattage et de la coupe des arbres en forêt ;
- le scieur de long, chargé de débiter les grumes. Rôle souvent rempli par la scierie ;
- le charpentier, qui façonne le bois pour fabriquer des charpentes ;
- le charpentier de marine, qui façonne des pièces destinées à la construction navale ;
- l'ébéniste, qui rénove ou fabrique des meubles. De nos jours, l'ébéniste est souvent amené à travailler comme menuisier (prépondérance des meubles à monter soi-même des grands magasins, meubles anciens à restaurer de plus en plus rares) ;
- le luthier, qui fabrique des instruments de musique à caisse de résonance (violons, contrebasses, guitares…) ;
- le menuisier : en bâtiment, qui s'occupe de tous les ouvrages en bois d'un bâtiment (châssis de fenêtre, escaliers, boiseries diverses), ou « classique », qui fabrique des cuisines, des salles de bains, des placards…
- le tonnelier, qui fabrique des barriques et des tonneaux pour la conservation du vin et de certains alcools ;
- le tourneur sur bois, qui permet de créer des pièces généralement de révolution.
[modifier] Techniques
Les bois destinés à être mis en œuvre répondent à certaines conditions (résistance, conservation, protection). Pour des raisons de résistance et de conservation, les arbres sont abattus en automne et en hiver car, lors de ces périodes, l'arbre est « au repos », c'est-à-dire que la sève circule très lentement. Les bois sont dits alors « hors sève » et moins sujets aux fermentations et aux attaques des insectes. Il est aussi recommandé de couper le bois à la lune descendante, au moment où la sève est concentrée dans les racines ; ceci doit augmenter encore l'effet « hors sève ».
Abattus, ils sont ébranchés et sont alors appelés des grumes. La grume est débitée en tronçons, on la distingue en deux ou plusieurs parties : la bille de pied (partie basse) et les surbilles (parties où ont poussé les branches).
Sur la coupe transversale, on peut observer (en allant de l'extérieur à l'intérieur de la grume) :
- L'écorce.
- L'aubier : bois imparfait, inutilisable.
- Le bois parfait : mis en œuvre et trié selon ses propriétés.
- Le cœur : partie à éliminer pour certains travaux.
[modifier] Classements des bois
Selon l'usage que l'on veut en faire, les bois sont classés d'après différents critères. Les classements donnés ici sont inspirés des normes architecturales françaises, mais on trouvera beaucoup de similitudes dans les pays voisins.
[modifier] Classement catégoriel (selon l'essence)
On distingue :
- les bois du nord (russes ou scandinaves) ;
- les bois tropicaux.
Dans chaque catégorie, on séparera les bois feuillus et les bois résineux.
La densité du bois rentre également dans ce classement :
- les bois très légers : le balsa, le peuplier, le saule, le tilleul, le pin, l'okoumé ;
- les bois légers : l'aulne, le bouleau, le tremble, le cyprès, le sapin, l'acajou ;
- les bois demi-lourds : le charme, le châtaignier, le chêne, l'érable, le frêne, le hêtre, le merisier, le noyer, l'orme, le platane, le poirier, l'iroko, le niangon, le doussié ;
- les bois lourds : le buis, le chêne vert, le cornouiller, le sorbier, l'ipé, l'ébène, le bois de fer.
Cette liste doit être relativisée, car elle dépend de la variété exacte de l'arbre et même de la parcelle sur laquelle il a été abattu.
Densité = Masse volumique du produit / Masse volumique de l'eau
L'unité de la masse volumique est exprimée selon les applications en kg/dm³ ou t/m³ mais l'unité légale est kg/dm³. La densité ne comporte pas d'unité car elle est le rapport entre deux unités identiques.
On note ainsi à titre de comparaison les densités du plomb (11,4), de l'acier (7,8), du béton armé (2,5). On considère les bois durs (chêne, doussié) pour une densité comprise entre 0,75 à 0,90, et normaux (sapin, acajou) quand elle est comprise entre 0,55 à 0,65. Certains bois (l'ébène, le bois de fer) ont une densité supérieure ou égale à 1.
[modifier] Classement d'aspect
Ce classement se fait en fonction des imperfections du bois :
- liées à sa structure (quantité de nœuds, anomalies de croissance) ;
- liées au débit (flaches) ;
- liées au retrait dû au séchage. Les déformations dues au séchage sont différentes suivant la position de la planche dans la bille : lors du séchage, le bois se retire davantage côté écorce (bois plus jeune) que côté cœur (bois parfait). Le séchage donne aussi lieu à des fentes, des gerces. Il y a plusieurs techniques de séchages (étuves, séchage naturel – quasi inexistant –, ...) ;
- liées à des imperfections ou des altérations (poches de résines, bleuissement, échauffure, pourriture, gélivure, roulure, lunure, blessure).
[modifier] Classement mécanique ou structurel
Il s'attache principalement à la résistance du bois, par exemple la capacité de résistance mécanique à la flexion.
[modifier] Propriétés mécaniques
- Compression : axiale (fil du bois vertical). Bonne résistance pour un bois d'une longueur de moins de 80 cm, sinon risque de flambage (courbure).
- Traction : axiale, résistance très forte ; transversale (fil du bois horizontal), résistance très faible.
- Flexion : résistance moyenne selon les qualités du bois et le rapport hauteur-largeur.
Ces données sont surtout valables pour la menuiserie et l'ébénisterie.
[modifier] Taux d'humidité
Le taux d'humidité du bois détermine aussi son utilisation :
- Taux d'humidité de 18 à 22% : constructions exposées à l'humidité.
- Taux d'humidité de 16 à 20% : constructions en local couvert ouvert (tribunes de sport, hangars...).
- Taux d'humidité de 13 à 17% : constructions en local couvert clos non chauffé (charpentes).
- Taux d'humidité de 8 à 12% : constructions en local couvert clos chauffé (menuiserie de bâtiment, meubles).
Détermination du taux d'humidité :
Valeur du taux (H%) = [ Poids à l'état initial - Poids de matières sèches ] / Po * 100
Les feuillus ont généralement une meilleure résistance que les résineux.
On prend aussi en compte la notion de durabilité des bois selon l'usage que l'on veut en faire.
[modifier] Outillage
L'électricité a révolutionné les outillages utilisés par les artisans du bois.
[modifier] Outils de mesure
L'outil de mesure le plus utilisé par un charpentier est un mètre ruban, par un menuisier un mètre ruban et un réglet (30 à 50 cm), par un ébéniste un réglet et un petit réglet (15 à 20 cm). Ils utilisent aussi le pied à coulisse. Le compas est également très utilisé pour les rapports de cotes.
[modifier] Scies
- La scie circulaire. Quand elle est portative, elle est composée d'un moteur puissant tournant une lame dentée, elle se porte à la main et permet d'effectuer des découpes assez grossières. Sur table elle permet des coupes rectilignes très précises.
- la scie égoïne (manuelle ou électrique) a un usage universel, depuis la coupe de branche jusqu'à la découpe précise pour faire des montages. C'est la scie classique.
- la scie à ruban, c'est une scie à lame (en forme de ruban), montée sur deux volants supportés par un bâti, qui permet des découpes très précises. Contrairement à la scie sauteuse, portable, c'est le bois que l'on déplace sur un plateau lors de la découpe. Une grande scie à ruban permet le débit des billes en planches et le délignage. Une plus petite permet le délignage et le chantournement, il existe plusieurs lames pour cette scie selon son utilisation, une lame fine et peu large permet de chantourner.
- la scie sauteuse a un petit moteur qui provoque des mouvements de bas en haut d'une lame (mouvement pendulaire). Selon la lame utilisée (plus ou moins étroite), elle permet de longues découpes droites ou des arrondis très précis.
- la scie à onglet (manuelle ou électrique), elle permet de couper des tasseaux selon un angle très précis, afin d'effectuer un montage. La scie manuelle est souvent plus précise.
- la scie à araser : manuelle, sert à mettre de niveau deux pièces de bois ou à des coupes fines.
- la scie à chantourner : permet de faire des découpes alambiquées. Les lames les plus fines (sans ergots) permettent de faire de la dentelle sur bois.
- la tronçonneuse : elle sert à tronçonner. Utilisée par les bûcherons, souvent dotée d'un moteur fonctionnant à l'essence, elle est munie d'une chaîne qui porte des dents aiguisées. On ne peut pas vraiment la mettre dans la catégorie des scies bien qu'elle serve aussi à couper le bois.
[modifier] Ciseaux, bédanes et rabots
- Les ciseaux à bois : outils composés d'un manche de petite taille (15 cm de long environ) prolongés d'une barre de métal rectangulaire aiguisée au bout (longueur: 20 cm environ -neuve-, épaisseur environ 0,5 cm), leur largeur va généralement de 0,8 cm à 3 cm. Utilisés par tous les corps de métiers travaillant le bois mais plus particulièrement par les ébénistes qu'ils utilisent pour des travaux délicats (queue d'aronde, feuillure, rainure...).
- Les bédanes : outils composés d'un manche comme les ciseaux mais dont la lame est une barre de métal de section carré, les largeurs vont de 0,5 cm à 1,5 cm environ, le bédane sert à faire des mortaises.
- Les rabots : composés d'une lame et d'un corps en bois rectangulaire ou d'un corps en fer ; la lame s'insère dans le corps et peut se positionner de façon à avoir plus ou moins de « mordant », les rabots en bois comportent souvent une semelle en bois plus dure que le reste du corps, il en existe de toutes les tailles, on les utilise pour différentes sortes de travaux et dans tous les corps de métiers du bois.
- L'ébauchoir : même principe que le ciseau a bois, seul différence, le manche est en acier. Cet outil est en un seul bloc. surtout utilisé dans le taillage de charpente pour effectuer les mortaise des assemblage.
[modifier] Autres
- la défonceuse est un outil qui permet d'usiner une pièce. Elle entraine en rotation une fraise positionnée à une profondeur prédéfinie.
[modifier] Finitions
[modifier] Le ponçage
Le ponçage du bois se fait à l'aide de papier abrasif silex ou corindon dont il existe plusieurs tailles de grains. Chaque taille de grains est définie par un chiffre correspondant au nombre de grains par cm². Plus le grain du papier est fin, plus le chiffre inscrit au dos de la feuille de papier à poncer est grand :
- 20 correspond à un très gros grain;
- 80 correspond à un gros grain;
- 120 correspond à un grain moyen;
- 220 correspond à un grain fin;
- 280 correspond à un grain très fin.
Il existe des papiers à grain encore plus fin, mais ils ne sont habituellement pas utilisés pour le bois mais en carrosserie ou pour les matières composites.
Le choix de la taille du grain du papier à poncer se fait en fonction du degré de finition que l'on veut obtenir (aspect granuleux, lisse, très lisse). Lorsque du papier à grain extra fin comme du 1500 ou du 2000 est utilisé, ce n'est que pour le ponçage final du bois dont la densité est égale ou supérieure à 1 tel que le bois noir, le bois de fer, le bois de sang...
Huile d'abrasin : huile provenant d'arbres des régions orientales et servant principalement à fabriquer des finis pour le bois.
Certaines caractéristiques intéressantes :
- se pose avec un pinceau ou une guenille et s'essuie environ 5 minutes après la pose (requiert plusieurs couches, facilement jusqu'à 5 ou 6) ;
- sèche facilement et complètement ;
- donne un fini entre mat et très luisant, dépendant de la quantité de diluant ou de scellant qu'on y ajoute. Jusqu'à 1/3 de scellant donne un fini plus mat ; aucun ajout de diluant ou scellant donne un fini très luisant ;
- donne toujours un fini dur et imperméable.
[modifier] Le vernis
Dans la section de l'huile d'abrasin, la formule suivante donne aussi un fini plus dur et plus soyeux. La formule est la suivante : une partie de vernis pour trois parties d'huile d'abrasin. Il faut poncer entre chaque couche et trois couches sont nécessaires.
Il est préférable d'utiliser un pistolet à peinture plutôt qu'un pinceau pour vernir du bois.
