Bois et matériaux pour la conception et la construction

Quels sont les matériaux les plus appropriés pour votre projet ?

Quel que soit votre projet, vous avez le choix de commencer par des matières premières qui sont soit des planches de bois massif ou un matériau composite fabriqué à partir de bois.

Les deux types de matériaux ont leurs avantages et leurs inconvénients.

Le bois massif

Si vous êtes un passionné du travail du bois, alors à l’évidence le bois massif est le plus beau matériau à travailler. Si vous fabriquez du meuble traditionnel ou des escaliers, en réaliser la majeure partie en bois massif est obligatoire.

Bien sûr, le principal avantage de l’utilisation de bois massif est que c’est beau. Beau à regarder et agréable à travailler.

Avec des milliers de différents types de bois et de placages décoratifs, la beauté et l’aspect décoratif du bois massif sont éternels.

Les types de bois massif et comment l’acheter, avantages et inconvénients

Le bois massif peut être acheté sous plusieurs formes :

Le bois brut qui est essentiellement un arbre scié en planches

Le bois brut est le moyen le plus économique d’acheter du bois massif pour vos projets. N’oubliez pas que pour passer du bois brut à des sections corroyées il y a beaucoup de perte.

Calculez en appliquant un coefficient multiplicateur de 1.6 à 1.8 pour obtenir le volume de bois brut que vous aurez à acheter.

Si vous achetez du bois brut, vous aurez besoin d’une dégauchisseuse et d’une raboteuse pour obtenir les sections finies nécessaires pour commencer votre travail.

Vous devrez également avoir les outils nécessaires à l’assemblage des planches entre elles pour obtenir des panneaux assez larges pour construire vos pièces de meuble ou d’escalier.

N’oubliez pas d’ajouter le temps de préparation à votre projet. Le débit, le corroyage, l’assemblage et l’affleurage de vos panneaux pour préparer le bois pour votre projet peut prendre beaucoup de temps et nécessite beaucoup de patience.

Si vous êtes à court de temps, envisagez d’acheter des planches déjà corroyées ou des panneaux de bois lamellé-collé desquels vous couperez les dimensions dont vous avez besoin.

La plupart des professionnels aujourd’hui utilisent des sections pré-usinées et des panneaux de bois lamellé-collé pour gagner en temps de fabrication.

Le bois corroyé prêt à être usiné

Plus cher que le bois brut, acheter du bois corroyé permet d’économiser beaucoup de temps tout en ayant le même aspect que si vous aviez corroyé les planches vous-même.

En fonction de votre fournisseur, vous pouvez commander du bois corroyé et parfois des panneaux assemblés.

Pour un amateur, l’achat de bois corroyé est souvent un très bon compromis entre l’investissement dans des machines et du temps pour corroyer le bois et l’option assez chère d’acheter des panneaux de bois lamellé-collé.

La principale difficulté est probablement de trouver un fournisseur qui corroiera le matériau brut selon vos caractéristiques.

Le bois lamellé-collé vendu en panneau prêt à être découpé et usiné

Avec les techniques industrielles d’aujourd’hui, il est possible d’acheter des panneaux composés essentiellement de petites lamelles de bois massif collées ensemble avec les colles modernes.

Ces panneaux associent un grand nombre des avantages du bois massif avec ceux des panneaux manufacturés.

D’une grande stabilité dimensionnelle et non sujets aux déformations, ces panneaux allient aspect du bois massif et qualités structurales.

Le principal inconvénient est un prix d’achat plus important pour le même volume de bois.

Quand le temps est un facteur important dans la réalisation d’un projet, l’achat de panneau en lamellé-collé sera plus coûteux mais vous fera économiser beaucoup de temps.

Les panneaux 3 plis en bois massif

Le panneau 3 plis en bois massif est un nouveau produit venu enrichir la gamme des panneaux en bois.

Ces panneaux sont un croisement entre le contreplaqué et les panneaux de bois lamellé-collé.

Disponible en panneaux et aussi dimensionnellement stable que le contreplaqué, le seul inconvénient est le fil en bois de bout sur le chant des panneaux.

Bien qu’assez cher, le panneau 3 plis peut être une excellente option pour les projets de meubles où l’on recherche une finition bois véritable et un matériau plus robuste qu’un panneau composite comme le MDF ou les panneaux de particules mélaminés.

Taux d’humidité, jeu et déformation

Lors de l’utilisation de bois massif, autres que les panneaux 3 plis, il faut toujours prendre en compte le fait que le bois va « jouer ». Il se dilatera et se contractera en fonction de l’humidité contenue dans l’air et des changements de température de l’air ambiant. Le bois se contractera et se dilatera en longueur et en largeur mais le jeu de largeur est bien plus important alors que le jeu de longueur peut être ignoré.

Cela signifie que les assemblages doivent être conçus pour permettre le jeu perpendiculairement au sens du fil.

Il y a beaucoup d’informations sur internet sur la façon de gérer le jeu et la contraction du bois, mais voici quelques conseils que vous devrez prendre en considération :

Teneur en humidité = poids de l’eau dans le bois / poids du bois séché

Dans les arbres l’humidité peut varier de 30 % à plus de 200 %.

Quand le bois sèche au-dessous de cette teneur en eau, il se contracte jusqu’à ce que le taux d’humidité atteigne l’équilibre avec son milieu environnant.

Pour minimiser le jeu, le bois doit être sec, soit naturellement (séchage à l’air) ou dans un séchoir pour abaisser la teneur en humidité au niveau du milieu environnant.

Cependant, comme l’humidité ambiante et la température changent constamment, quel que soit le degré de séchage de votre pièce de bois, vos projets finis continueront d’absorber ou de dégager de l’humidité avec les variations d’humidité et de température de l’air ambiant. Le bois sera toujours soumis à des changements dans sa teneur en humidité et son dimensionnement.

Composer avec les mouvements du bois

Il faut prendre en compte les mouvements du bois dans la conception de votre projet. L’expérience à travers le temps a appris aux menuisiers comment faire face à des variations dimensionnelles dues aux changements dans le taux d’humidité. La réponse a été dans des méthodes d’assemblage permettant les mouvements du bois. Malgré les colles ultra-puissantes et les produits de finition anti-humidité existant aujourd’hui, cela reste toujours la meilleure solution.

Voici quelques techniques :

1. Achetez votre bois à l’avance et donnez-lui le temps de s’acclimater à l’environnement dans lequel il sera utilisé ou travaillé. Il peut être nécessaire d’empiler le bois à plat séparé par des tasseaux pour lui permettre d’atteindre correctement l’équilibre avec son environnement avant qu’il ne soit utilisé.
2. Planifiez vos projets pour éviter les assemblages à contre fil. Les assemblages à contre fil tirent constamment dans des directions différentes et affaiblissent l’assemblage avec le temps. Si possible concevez vos assemblages de manière à ce que le sens du fil soit dans la même direction sur les 2 pièces. Photos to add here?
3. Utilisez la méthode d’assemblage dite « cadre et panneau ». Les panneaux peuvent être en contreplaqué ou en bois massif avec un panneau en relief dit « plate-bande’ qui, s’il est inséré dans une rainure sans être collé pourra se contracter et se dilater librement, aussi que vous utilisiez des panneaux en bois massif ou non, NE LES COLLEZ SURTOUT PAS au cadre. Le panneau doit être libre de flotter et de changer de dimension. Un petit point de colle au centre de la largeur permettra de garder le panneau centré.
4. Appliquez une finition. Appliquez un nombre égal de couches sur toutes les surfaces pour égaliser la perte ou le gain d’humidité. Aucune application de finition ne pourra bloquer le transfert d’humidité, cela permettra juste de le ralentir. Les huiles pénétrantes fournissent une protection minimale. Les vernis epoxy offre la meilleure protection.

La tendance du bois à se contracter et se dilater, rétrécir et gonfler est impossible à empêcher. Vous devez le prévoir. Concevez et fabriquez vos projets en gardant à l’esprit ces changements de dimension.

Machinerie lourde statique pour le corroyage

Si vous construisez des projets volumineux comme des escaliers en bois brut, vous aurez besoin de machinerie lourde pour le corroyage et l’assemblage.

Construire à partir de matériaux pré-fabriqués tels que les panneaux en lamellé-collé, bien que plus coûteux, vous permettra de construire votre projet avec un investissement beaucoup plus faible en machines et espace.

Assembler des planches pour faire des panneaux

N’oubliez pas que beaucoup de ces pièces, aussi bien dans la réalisation de meubles que d’escaliers, sont faites avec des panneaux qui sont plus larges qu’une planche de bois seule.

Si vous démarrez à partir du bois brut, le collage des planches entre elles pour fabriquer des panneaux plus larges nécessitera beaucoup de serre-joints. Si vous achetez des panneaux en lamellé-collé, vous pouvez couper directement les panneaux et éviter la plupart des opérations d’assemblage sur les chants, vous gagnerez ainsi beaucoup de temps et d’effort.

Il est temps de se mettre au travail

Beaucoup de professionnels utilisent aujourd’hui les panneaux préfabriqués. Même si vous êtes équipé de la machinerie nécessaire pour corroyer et assembler les panneaux, il est bien plus rapide de débiter des parties du matériau en panneau.

Gardez toujours à l’esprit, au moment de choisir vos matériaux, que vous devrez jongler entre le temps et l’argent.

Si vous avez beaucoup de temps, un budget serré et que vous avez accès à une raboteuse, vous pouvez commencer avec du bois brut.

Si vous avez peu de temps et pas d’accès à la machinerie lourde, alors commencez avec du lamellé-collé ou du bois pré-corroyé.

Quand utiliser le bois massif

Généralement utiliser du bois massif s’impose lorsque votre projet nécessite qu’une partie soit structurellement résistante.

Dans un escalier, toutes les pièces, exceptées les contremarches, doivent supporter la flexion et l’abrasion donc le bois massif est fortement recommandé.

Dans les projets de meubles, les chaises, tables et cadres seront également soumis à l’usure et aux tiraillements et l’utilisation du bois massif sera toujours préférable au panneau préfabriqué.

Ceci dit certains panneaux préfabriqués comme le lamellé-collé, le contreplaqué, le latté ou l’OSB sont adaptés pour certaines applications structurelles.

Lorsqu’il n’y a pas de contraintes structurelles particulières, vous pouvez envisager l’utilisation des matériaux en panneaux préfabriqués.

Bien sûr, l’autre principal avantage du bois massif est son aspect décoratif. Il est beaucoup plus joli de regarder un escalier ou une armoire en chêne massif qu’en contreplaqué.

Mais si votre escalier est peint ou recouvert de moquette, vous trouverez peut-être plus rapide, plus facile et moins cher de le fabriquer en contreplaqué structurellement résistant et d’utiliser du MDF pour les contremarches.

Dans la même logique, vous pourrez fabriquer une armoire avec une façade en bois massif et des étagères et cloisons intérieures en panneau mélaminé.

Les matériaux composites

Les types de matériaux composites, avantages et inconvénients

Les matériaux composites constituent une large gamme de produits manufacturés qui vont des panneaux de contreplaqué à base de bois aux panneaux de particules mélaminés, en passant par le MDF, le lamellé-collé et bien d‘autres encore.

Chaque matériau a ses avantages et ses inconvénients.

Les 3 principaux avantages des panneaux manufacturés comme le mélaminé, le MDF et le contreplaqué sont leur stabilité dimensionnelle, le prix et le travail minimum nécessaire pour obtenir un produit fini.

Ces matériaux ne vont pas rétrécir ou gonfler en fonction des variations d’humidité ambiante et de température.

Les matériaux composites qui sont à base de bois peuvent être divisés en 2 types :

Les matériaux dits « structurels » ayant à supporter des charges et soumis à l’abrasion

Ces matériaux comprennent : le contreplaqué, le latté, le 3 plis.

Ces matériaux peuvent remplacer le bois massif pour certaines parties de la structure qui sera peinte ou revêtue d’un autre matériau comme la moquette , il s’agit des limons , des marches, des plateaux de table , des étagères et ainsi de suite.

L’exception étant les panneaux 3 plis qui sont presque comme le bois massif et peuvent avoir les mêmes types de finition que le bois. Ces matériaux sont généralement onéreux et ne vous feront faire aucune économie par rapport à l’utilisation de bois massif.

D’un autre côté, leur stabilité dimensionnelle et le gain de temps de travail sur les pièces auront un grand avantage par rapport au bois massif quand vous devrez fabriquer des panneaux de grande largeur.

Les matériaux « non structurels « ayant à supporter des charges minimes avec peu d’abrasion.

Les matériaux non structurels sont essentiellement des panneaux composés de particules de bois collées et comprimées.
Les panneaux de particules ont pris une place importante dans le mobilier moderne.

Cela tient à trois raisons principales.

Le prix : le grand avantage des panneaux de particules est qu’ils ne coûtent pas cher. Pas cher à acheter et à travailler.

Les finitions : de nombreux panneaux préfabriqués peuvent être achetés avec un décor de finition. Le mélaminé est le plus couramment utilisé pour fabriquer des meubles, car une fois usiné et assemblé le meuble est terminé. Certains panneaux peuvent être livrés avec une finition ayant l’aspect d’un veinage de bois précieux. À des fins décoratives, les panneaux préfabriqués avec un décor aspect veinage bois permettent de gagner beaucoup de temps et sont une excellente option pour faire des meubles de belle qualité.

Le temps de travail sur machine réduit : les panneaux préfabriqués ont l’avantage d’être prêts à être débités et usinés. Pas besoin de dégauchir ou raboter pour les mettre à la bonne épaisseur. Pas besoin d’assembler plusieurs planches entre elles pour obtenir un panneau plus large. Il suffit de couper et d’usiner les chants.

Si vous utilisez une machine CNC (Computer Numerical Command), c’est à dire une machine à commande numérique reliée à un ordinateur, vous avez juste à poser le panneau dans la machine et à récupérer toutes vos pièces prêtes à l’assemblage à la sortie de la machine. Difficile de faire plus rapide !! Pour voir comment cela fonctionne, allez à cette page dans le Centre d’Assistance du site : utiliser Polyboard avec les centres d’usinage à commande numérique

Quand utiliser le bois massif ou les matériaux composites

Voici quelques suggestions pour l’utilisation des matériaux.

Les escaliers

Les limons

• Les limons sont des composants structuraux qui doivent résister à la flexion latérale.
• Ils peuvent être fabriqués en bois massif, en lamellé/collé, contreplaqué ou 3 plis.
• Pour les escaliers de standing, je préfère le bois massif ou le lamellé/collé à veinage bois pour les limons courbes.
• Si l’escalier doit être peint ou recouvert de tapis, il est possible d’utiliser du contreplaqué.
• Ils doivent être d’une épaisseur comprise entre 35 et 80mm. Faire des limons plus épais n’est en général pas nécessaire du point de vue de la solidité de la structure mais peut être utilisé pour un effet décoratif.

Les marches

• Elles sont également des éléments de la structure dont l’épaisseur doit pouvoir résister à la flexion et à l’usure de surface.
• Elles peuvent être réalisées en bois massif, en lamellé/collé résistant ou, si elles sont peintes ou recouvertes de moquette, en 3 plis.
• Elles ne doivent pas être faites dans des matériaux autres que les matériaux « structurels », donc n’utilisez pas de MDF, de panneaux de particules, etc….
• Je considère qu’une épaisseur de 30mm est le minimum pour une marche réalisée en bois massif ou en matériau composite. Pour les escaliers d’une largeur supérieure à 1 mètre, il vous faudra soit augmenter l’épaisseur des marches soit ajouter un support en milieu de marche pour empêcher le fléchissement de la marche.

Les contremarches

• Les contremarches ne sont pas un élément structurel mais sont quand même soumises à une certaine usure de surface.
• En général, il est préférable de faire les contremarches en bois massif, mais pour des raisons économiques les matériaux composites comme le contreplaqué et le MDF peuvent être utilisés.
• L’épaisseur minimale doit être de 15 mm.

Les poteaux

• Les poteaux d’escalier sont des éléments structurels utilisés pour relier les limons entre eux.
• L’assemblage poteaux / limon est structurellement la partie la plus fragile d’un escalier en bois et les poteaux doivent être réalisés en bois massif.
• La section minimum devrait être 70x70mm.

Les meubles

Pour les raisons indiquées plus haut, les meubles modernes sont presque toujours fabriqués avec des panneaux manufacturés.

Cependant, vous avez le choix entre un large éventail de matériaux manufacturés, et votre choix dépendra de plusieurs facteurs.

Voici quelques indications à prendre en considération :

Les caissons

Côtés, dessus, dessous et intérieurs

• Ces éléments sont généralement fabriqués en panneau de particules mélaminé. Le panneau de particules mélaminé a une surface très résistante, est bon marché et disponible dans une vaste gamme de couleurs et de décors.
• C’est une bonne finition pour l’intérieur des meubles.
• Comme les composants extérieurs des caissons nécessitent une certaine rigidité structurelle, je considère qu’une épaisseur de 19mm (3/ 4 ») est la mieux adaptée pour ces éléments.
• Notez cependant que les composants extérieurs n’ont pas à résister à la flexion et pourraient être fabriqués en 16mm, alors que les étagères doivent, elles, supporter beaucoup plus de poids.
• Les meubles de cuisine de grande largeur et encore plus les étagères de bibliothèques peuvent ployer avec le temps, donc considérez qu’une épaisseur de 19mm est un minimum pour ces éléments.

Les fonds

• Les fonds des caissons ne sont pas des éléments structurels et peuvent être réalisés avec un matériau plus fin. Si vous utilisez du mélaminé, le 8mm est parfait.

Les éléments de façades

Les portes

• Les portes moulurées peuvent être réalisées soit avec un panneau simple, soit avec un cadre en bois massif et un panneau intérieur en contreplaqué ou en matériau composite.
• Les épaisseurs standard sont :
  • pour les cadres : 60 à 80 mm de large x 20 à 30 mm d’épaisseur
  • pour les panneaux : 5 à 12 mm d’épaisseur
• Les portes planes peuvent être réalisées en mélaminé décor ou en tout autre panneau décoratif. L’épaisseur minimum sera également de 19mm.
• Notez que les portes peuvent être réalisées en MDF, usinées avec un centre d’usinage et peintes pour ressembler à une porte moulurée.

Les tiroirs

• Pour les façades de tiroirs, vous devez suivre les mêmes indications que pour les portes.
• Pour les côtés, dos et contre-façades, utilisez des panneaux composite : mélaminé, contreplaqué, etc .. Pour le mélaminé, utilisez du 16 ou 19mm d’épaisseur.
• Le contreplaqué est plus résistant que le mélaminé, pour de petits tiroirs une épaisseur de 10 à 15mm convient bien.
• Pour les fonds, utilisez du mélaminé ou du contreplaqué de 5 à 10 mm d’épaisseur.

Le meuble traditionnel

Le meuble traditionnel sera bien entendu fait de bois massif, mais les panneaux et les intérieurs peuvent très bien être fabriqués en contreplaqué décor bois.

Notez également que les meubles fabriqués à partir de panneaux 3 plis ressembleront presque à du traditionnel en bois massif, mais sans les contraintes liées au bois.

Conclusion

Les matériaux et technologies modernes offrent aux menuisiers, professionnels et amateurs, des ressources quasiment infinies pour concevoir et créer des projets beaux et originaux.

Ils permettent de réaliser des projets de menuiserie dans un temps raisonnable avec un minimum d’outils et de budget.

Mis entre les mains d’un menuisier créatif, les matériaux et outils modernes ouvrent des possibilités qui n’existaient pas auparavant.

A nous de les utiliser pour créer de la beauté dans notre monde d’aujourd’hui.

N’hésitez pas à consulter notre Blog sur la construction de meubles et d’escaliers.

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Bon travail !

Ness Tillson