BLC, BMR, BMA… : l’avenir du bois construction

BLC, BMR, BMA… : l’avenir du bois construction
Centre aquatique de la communauté d’agglomérations Hérault-Méditerranée. - Photo : Cabinet Demolombe/Fargeot lamellé-collé (Arbonis)

BLC, BMR, BMA… : l’avenir du bois construction

On les appelle les EWP, pour « Engineering Wood Products ». Ces produits techniques, plus connus sous leurs dénominations génériques – BMR, BMA, BLC, LVL, etc. – répondent aux hautes exigences de l’écoconstruction et s’affranchissent d’un grand nombre de contraintes liées à la mise en œuvre des structures. Purgées de défauts (flaches, nœuds, barrettes, gerces profondes…), les pièces de bois sont collées entre elles au moyen d’adhésifs adaptés, le tout formant des éléments rectangulaires ou plats d’une excellente stabilité, supérieure à celle du bois massif. Ces produits, constitués majoritairement de résineux, plus rentables et plus faciles à transformer, ont une résistance au feu élevée car ils conservent les bonnes caractéristiques du bois massif : 1 cm brûlé toutes les 15 minutes, d’après l’Euroclasse Ds2d0. Si l’industrie du lamellé-­collé s’est très bien développée en France, les unités de BMR, plus modestes et plus récentes, sont loin d’être aussi compétitives que leurs rivales allemandes ou scandinaves. Les opérations de transformation – purge, séchage, assemblage, etc. – et les quantités demandées sont si importantes qu’elles nécessitent de lourds investissements. Pour le moment, la tendance est donc à l’importation.

Le lamellé-collé : centenaire !
Chantier du groupe scolaire intercommunal à Saint-Denis (93). - Photo : AAVP Architecture/Bateg/Arbonis

Le lamellé-collé : centenaire !

Le BLC, ou bois lamellé-­collé, est une technologie révolutionnaire, vieille d’un siècle déjà. En France, on répertorie une trentaine de lamellistes et 85 % de la production tricolore est certifiée Acerbois, seul gage de qualité reconnu par les professionnels français. Convoité pour la réalisation des portiques supportant la couverture des grands bâtiments tertiaires, des poteaux ou des traverses de charpente, cet élément structurel est obtenu par l’aboutage et le collage de lamelles de bois, à fil parallèle. L’épaisseur des lames est de 45 mm maximum pour les classes d’emploi 1 et 2, et de 33 mm pour les classes 3 et 4. Au-­delà, on parle de bois massif reconstitué (BMR). La largeur maximale des sections est de 200 mm. Quant aux longueurs, elles sont sa valeur ajoutée, oscillant entre 20 et 30 m selon les unités de production. Pour les structures exceptionnelles, les portées peuvent atteindre 150 m. Les assemblages sont nombreux : « le bois sur bois » (tenons et mortaises, embrèvement, entaille et à mi-bois), par organes métalliques (pointes, clous, vis, tirefonds, boulons, connecteurs, etc.), le collage et le métallo-collage (goujons, entures d’angles, inserts et plats métalliques). Grâce à ses plis horizontaux, le BLC est très malléable : il est possible de le cintrer, ouvrant à de nouvelles formes architecturales. Produit d’ingénierie totalement maîtrisé et très stable mécaniquement, le lamellé-­collé est considéré comme un matériau « dur », montrant une forte résistance au feu. De nombreuses essences peuvent être utilisées, telles que le chêne, le châtaignier, le pin maritime ou le robinier. Les plus répandues restent le sapin, le douglas, l’épicéa, le pin sylvestre et le mélèze.

La fabrication du lamellé-collé
Le bois lamellé-collé libère les formes architecturales grâce à sa modularité. En France, nous comptons une trentaine de lamellistes. Les exportations sont rares et s’effectuent à travers la réalisation d’ouvrages. - Photo : Cosylva

La fabrication du lamellé-collé

Principes généraux de fabrication du lamellé-­collé (d’un producteur à l’autre, les méthodes peuvent varier, en particulier pour la mise sous presse) : 1.  Séchage/stabilisation Amener l’humidité du bois à celle exigée pour la fabrication : entre 8 et 15 % pour un bois non traité, entre 11 et 18 % pour les lamelles traitées. 2.  Enturage et aboutage Purge des lames. Celles-ci sont ensuite tronçonnées et aboutées pour créer des longueurs adaptées à la fabrication. Température du bois supérieure ou égale à 15 °C. Les joints à entures multiples sont les plus répandus, avec une pression minimale de 20 bars pour l’aboutage. 3. Rabotage des lamelles Rabotage avant l’encollage. 4. Encollage des lamelles Encollage réalisé au moyen d’encolleuses à rideaux ou à rouleaux. Les surfaces doivent être propres, et l’application de l’adhésif parfaitement uniforme. 5. Serrage des lamelles Maintien sous pression des pièces encollées pendant la polymérisation de la colle, afin d’obtenir la forme désirée. Pression variant de 6 à 10 bars en fonction des épaisseurs des lamelles. Pression effectuée par des tiges filetées, des vérins pneumatiques ou hydrauliques, des blocs de serrage… 6. Taillage et finitions Rabotage, perçage, taillage et application des traitements et/ou finitions.

Bois massif abouté
Le bois massif abouté ne comprend que très peu de colle : un joint d’aboutage tous les 2 à 3 m. - Photo : Ageka

Bois massif abouté

Le BMA, ou bois massif abouté, est de section rectangulaire. Assemblées dans le sens de la longueur, les pièces de bois dont il est composé sont préalablement purgées de leurs singularités. Il ne doit y avoir ni nœuds, ni fentes, ni pente de fil élevée à l’intérieur même de l’aboutage. Ce dernier s’effectue par entures multiples, lesquelles s’emboîtent par collage. L’humidité moyenne des lamelles est de 11 à 12 %. Le BMA ne possède que très peu de colle : un joint d’aboutage tous les 2 à 3 m. Les lames sont orientées de telle façon qu’elles ont leur cœur du même côté. Ainsi obtient-on des barres de 13 m de long en moyenne, idéales pour la mise en œuvre de poutres en I (avec une section maximale des lames de 63 × 100 mm), de pannes en bois massifs ou de chevrons (250 × 100 mm maximum). Les essences les plus couramment utilisées sont le sapin, l’épicéa et le pin sylvestre. En France, on trouve quelques rares entreprises de bois abouté, exploitant surtout du pin maritime, du douglas ou encore du chêne. Pas assez compétitif, le produit français est souvent délaissé au profit de son équivalent allemand, autrichien ou scandinave.

Bois massif reconstitué
Les EWP sont majoritairement fabriqués à partir de résineux, car ces bois sont plus rentables et plus faciles à transformer. - Photo : FCBA

Bois massif reconstitué

Le bois massif reconstitué (BMR) connaît depuis une quinzaine d’années une ascension fulgurante en Europe. Appelé « Duo-Trio » ou « contrecollé », il tend à remplacer le bois massif traditionnel, en raison de sa plus forte stabilité mécanique. Il se compose de deux à cinq lames à fortes épaisseurs (de 45 à 80 mm) collées entre elles, aboutées ou non, et à fil parallèle. La largeur standard des poutres est de 260 mm et la longueur des barres est généralement de 13 m. Le taux d’humidité des lames non traitées ou traitées en surface est compris entre 8 et 15 %, et entre 11 et 15 % pour les éléments traités par injection. Selon la nature de la finition, le BMR peut avoir un rendu très homogène. Ce produit ne subit que très peu de variations dimensionnelles du fait de la superposition des lames : une fois stabilisé, le risque de fendage est quasi nul, les fentes en cœur intervenant au moment du séchage. Les grosses sections ainsi obtenues sont parfaites pour la mise en œuvre des charpentes, solives de plancher ou madriers de chalets. Les essences les plus répandues sont le sapin, l’épicéa, le pin sylvestre, le douglas et le mélèze. Parmi les autres espèces rencontrées : le châtaignier, le chêne, le robinier, le western red cedar, le doussié, le merbau, ou encore l’iroko. On compte à ce jour trois ou quatre fabricants français de BMR (certification française Acerbois-­BMR existante). Là encore, le marché est nettement plus développé en Allemagne ou en Autriche.

Les colles structurelles
Photo : Cosylva

Les colles structurelles

La parole à ­Dominique ­Millereux, délégué du Syndicat national des constructeurs et fournisseurs de charpentes en bois lamellé-­collé (SNCCBLC) : « Afin de répondre aux nouvelles exigences environnementales et sanitaires, les colles structurelles sont de moins en moins nocives et permettent de fabriquer des éléments en bois reconstitués de classe A ou A+ selon les exigences de l’arrêté concernant l’étiquetage sanitaire des produits de construction. Les colles à base de polyuréthane ou les EPI ont les valeurs les plus basses. On fait souvent l’amalgame entre le bois massif reconstitué et le panneau de particules, en pointant du doigt la quantité de colle. Or la différence est énorme entre ces deux types de matériaux, le rapport respectif étant de 1 à 5. »

Le lamibois (LVL)
Fabriqué par Finnforest, le Kerto (LVL) formé de placages d’épicéa de 3 mm obtenus par déroulage. Assemblés les uns aux autres avec des joints « scarfés » et décalés, ils sont ensuite collés à chaud sous haute pression. - Photo : Finnforest

Le lamibois (LVL)

Le lamibois est la dénomination française de LVL : Laminated Veneer Lumber. Ce matériau structurel se compose de minces feuilles de placage – 3 mm en moyenne – collées à fil parallèle ou contrecollées, avec des contraintes de fabrication qui s’apparentent à celles du contreplaqué : le dimensionnement final requiert une machinerie lourde et d’importants financements. Il contient entre 10 et 20 % de colle par mètre cube, une proportion nettement supérieure à celle des matériaux décrits plus haut. Le LVL se présente en plateaux larges (1,80 m ou plus), dans des épaisseurs variant de 25 à 75 mm selon le nombre de plis. Ses longueurs sont importantes et peuvent dépasser les 18 m. En fonction de la sélection des placages et des méthodes d’assemblages, ses performances mécaniques évoluent mais restent toujours élevées en contraintes axiales, soit le double d’un bois massif. On emploie le lamibois pour réaliser les linteaux ou les lisses de ceinture des maisons à ossature bois, en membrure de poutre composite en I, disposé sur chant (section rectangulaire) et en panneau autoporteur (section plate) ou encore pour supporter les couvertures et planchers.

Le panneau massif contrecollé
Panneau massif contrecollé grand format, adapté aux maisons individuelles, immeubles collectifs, bâtiments tertiaires, commerciaux, etc. - Photo : Ageka

Le panneau massif contrecollé

Le panneau massif contrecollé, connu sous l’appellation « Cross laminated timber » (CLT), se distingue d’abord par son format « façade ». Avec des longueurs pouvant atteindre 16 m, voire plus, des épaisseurs standard comprises entre 40 et 60 cm et sa capacité de reprise de charges, il offre de grandes possibilités architecturales. Les panneaux sont réalisés à partir de trois à sept planches contrecollées à plis croisés, contre-clouées, ou assemblées par des tourillons de bois. Cette technique offre une tenue parfaite dans le temps, ainsi qu’une excellente stabilité dimensionnelle et mécanique : l’entrecroisement des lamelles limite au maximum les phénomènes de dilation et de contraction du bois. Aussi, ce type de matériau permet-il une mise en œuvre étonnamment rapide, avec des temps de positionnement et de montage très courts. C’est la raison pour laquelle il est fortement plébiscité pour la construction d’immeubles, de ponts, de bâtiments publics, industriels et commerciaux. Ses propriétés remarquables sur le plan de l’étanchéité à l’air, de la transmission de chaleur, de la régulation de l’air intérieur, de la diffusion de la vapeur, ainsi que sa surface régulière en font un produit de luxe, peu utilisé en maison individuelle.

L’aboutage du bois vert : un processus en étude
L’aboutage de bois vert a été utilisé pour cette passerelle éphémère. Imaginée par l’artiste japonais Tadashi Kawamata, elle s’est imposée place des Quinconces à Bordeaux, d’octobre 2009 à juillet 2010. Dimensions : 120 m de long sur 12 m de large, abovage en 6 m. - Photos : Above

L’aboutage du bois vert : un processus en étude

Above, pour « aboutage du bois vert », le projet aquitain, labellisé en 2006 par le pôle de compétitivité Xylofutur, encore au stade expérimental, est très prometteur. Les travaux se concentrent sur la ressource forestière locale : le pin maritime. Élément phare du programme, la colle est actuellement en cours de certification. L’adhésif qui a fait ses preuves en laboratoire et sur chantier permet d’abouter le bois sans séchage artificiel préalable. Gérard Vierge, l’un des coordinateurs, explique : « L’aboutage, ou "abovage", s’effectue sur des bois possédant leur taux d’humidité maximum, soit 140 %, contre 10 à 12 % pour le bois sec. » La teneur en eau est ensuite réduite, en fonction de l’utilisation finale. Les temps de séchage sont ainsi divisés par trois, les coûts sont modérés et les matières optimisées : « Nous gagnons deux jours de travail et économisons de l’énergie grise. » Le bois vert cumule les atouts. Très malléable, donc plus facile à cintrer, il devrait offrir de belles possibilités architecturales, en lamellé-­collé ou en BMR. Simple en déroulage (pour la réalisation de feuilles minces), il séduit d’ores et déjà les industries du contreplaqué et du LVL. À ce jour, le projet Above se concentre sur la lamellation. « En fonction des résultats, nous pourrons déterminer le schéma industriel et économique sur lequel nous devrons miser », précise notre interlocuteur. Par ailleurs, de nombreuses réalisations – maison individuelle, bateau, passerelle, etc. – exploitant le bois vert collé témoignent de sa fiabilité.