Pourquoi et comment le bois massif peut être courbé. Quelles sont les essences les plus faciles à courber ?

Le bois est utilisé par l'homme depuis des millénaires à de nombreuses fins, de la construction de maisons à la fabrication de meubles et d'objets. Une propriété qui a suscité l'intérêt des ingénieurs, des concepteurs et des artistes est sa capacité à être moulé dans des formes qui, pour certains, semblent impossibles, ou dans des images créées par l'intelligence artificielle. Il s'agit de la plasticité du bois, c'est-à-dire la capacité du bois à conserver la forme qu'il a prise après déformation, sans fissure ni rupture des fibres. Cette propriété est utilisée pour produire des éléments en bois courbés utilisés dans la fabrication de meubles, d'instruments de musique, d'objets décoratifs ou d'œuvres artistiques. Pourquoi et comment le bois massif peut être cintré, et quelles sont les essences les mieux adaptées aux traitements de cintrage, ci-dessous.

Le cintrage du bois est connu depuis l'Antiquité

Les preuves du cintrage du bois remontent loin dans l'histoire, les anciens Égyptiens, les Amérindiens et les Vikings se disputant tous la première place dans la fabrication de divers objets en bois cintré. Certains affirment que les Égyptiens ont été les premiers à utiliser des éléments courbes pour fabriquer des chars de combat et des bateaux. D'autres affirment que les Amérindiens utilisaient le bois courbé pour fabriquer des raquettes ou pour transporter des poids. Les Vikings auraient été les premiers à courber le bois pour fabriquer leurs célèbres bateaux, qui auraient découvert l'Amérique bien avant Christophe Colomb. Indépendamment de la question de savoir qui a été le premier à le faire, il est généralement admis que le bois pouvait être moulé après avoir été trempé à plusieurs reprises dans de l'eau bouillante ou même bouilli dans de l'eau si les dimensions le permettaient.

Mais c'est Michael Thonet qui a révolutionné le processus de cintrage du bois. En 1836, il a breveté la méthode qui consiste à maintenir des éléments en bois massif dans des récipients spéciaux à la vapeur pendant 5 heures, puis à les mouler dans des moules en très peu de temps et à les laisser refroidir. C'est ainsi que les premières chaises ont été fabriquées à partir d'éléments en bois massif courbés et ronds. Thonet a également été le premier à introduire le concept de meubles démontables, ce qui a permis de réduire le coût du transport. En conséquence, le prix des meubles a baissé et est devenu plus abordable. D'ailleurs, le meuble le plus vendu de tous les temps est une chaise Thonet. Chaise n°14 - paru en 1930 et qui se serait vendu à plus de 50 millions d'exemplaires à ce jour.

Élasticité ou plasticité ?

Nous sommes tentés de penser que l'élasticité est la propriété qui permet au bois massif de se plier. Seul le bois élastique peut prendre ces formes rondes sans se fissurer ou se fendre. Mais élasticité est la capacité du bois à reprendre sa forme initiale lorsque la force qui agit sur lui cesse. Ou encore, le bois courbé reste dans cet état après que le traitement auquel il a été soumis a cessé.

La propriété qui permet au bois de rester courbé est la plasticité, c'est-à-dire sa capacité à subir des déformations permanentes sans se rompre ni perdre de sa résistance. La plasticité est la propriété des matériaux de conserver leur forme et leurs dimensions après que l'action des forces extérieures a cessé. C'est donc l'inverse de l'élasticité. Normalement, la plasticité naturelle du bois est réduite et diminue au fur et à mesure que l'arbre vieillit. Mais grâce à des traitements spéciaux, le bois peut devenir beaucoup plus plastique. Le bois n'étant pas un matériau uniforme, la plasticité n'est pas et ne varie pas de la même manière. Elle dépend de l'essence, de l'âge de l'arbre, des défauts de croissance, de la partie de l'arbre d'où provient le bois, de la méthode d'abattage, etc.

Obtenir un bois massif cintré est en fait une combinaison de son élasticité et de sa plasticité. Cela ne semble pas très possible puisque la plasticité est l'inverse de l'élasticité. Dans ce cas, cependant, les propriétés ne s'annulent pas mais se complètent. L'élasticité est ce qui permet au bois de se déformer le plus hardiment possible sans répercussion sur l'intégrité et la solidité de l'élément, tandis que la plasticité signifie que le bois conserve sa nouvelle forme. Cependant, il ne s'agit pas d'un phénomène naturel mais de tout un processus technologique. Il implique un traitement pour augmenter l'élasticité du bois et un moule pour l'immobiliser de la fin du traitement jusqu'à ce que la température et l'humidité reviennent à la normale.

Méthodes de cintrage du bois

La plus ancienne méthode de courbure du bois était la suivante traitement répété avec de l'eau bouillie. C'est ainsi que l'on construisait autrefois les navires. Si les éléments utilisés étaient plus petits, ils étaient bouillis directement dans l'eau jusqu'à ce qu'ils soient faciles à plier. Une fois élastiques, ils étaient placés dans un moule ou pliés à la forme souhaitée (dans le cas des grandes poutres utilisées dans les navires) et immobilisés jusqu'à refroidissement complet.

Vapeur est la méthode de cintrage du bois la plus connue et la plus utilisée. Elle consiste à chauffer le bois à la vapeur pour qu'il devienne facile à mouler. Le processus se déroule dans une enceinte spécialement construite pour maintenir le bois dans un environnement de température, de vapeur et d'humidité élevées. En effet, à partir de 99°C, la lignine (composant de la cellule du bois avec la cellulose et les hémicelluloses et responsable de la rigidité du bois) perd sa rigidité et permet au bois de se plier sans résistance importante. Le bois reste dans cette enceinte pendant un certain temps, qui dépend de l'épaisseur de la pièce et de l'essence. Selon certaines sources, il faut compter une heure par tranche de 25 mm d'épaisseur. Une fois sortie de l'enceinte à vapeur, la pièce de bois doit être immédiatement placée dans un moule et serrée. Une fois le bois refroidi et séché, la pièce conservera sa forme moulée.
La méthode peut être utilisée pour des projets industriels, de petite taille ou de bricolage. La différence est faite par le type de boîtier, les moules utilisés et la facilité de travail. Ceux qui proposent un projet impliquant des éléments courbes trouvent ici un moyen facile de les cuire à la vapeur.

Pressage à chaud est une autre méthode de cintrage qui consiste à chauffer le bois à des températures élevées et à le mouler sous pression. Au cours du processus de moulage, le bois est exposé à la chaleur et à la pression, ce qui lui permet de changer de forme et d'adopter une matrice ou une forme spécifique. Cette méthode est souple et efficace, le pressage étant réalisé en un temps relativement court.

Courbure du courant à haute fréquence (CIF) est également le pressage à chaud, où la température est augmentée en exposant le bois à un champ électromagnétique à haute fréquence qui chauffe le bois rapidement et uniformément. Le pressage à chaud dans le CIF présente l'avantage d'un temps de pliage très court (jusqu'à 2 minutes) et d'une transmission uniforme de la chaleur à l'intérieur de la pièce. Les deux méthodes de pressage à chaud sont principalement utilisées pour la production industrielle de le palan moulé.

Le bois peut également être courbé par des méthodes impliquant diverses interventions. Obtenir poutres lamellées (glulam) L'une d'entre elles consiste à superposer parallèlement et à coller plusieurs couches de bois. Une autre consiste à découper partiellement le bois en enlevant des parties, puis à coller les segments restants de manière à ce que la face de l'objet modélisé présente un grain continu. Mais ces méthodes ne dépendent plus de l'élasticité et de la plasticité du bois et peuvent s'appliquer à n'importe quelle essence.

Essences de bois qui s'adaptent bien à la température et à l'humidité

Toutes les essences de bois n'ont pas la même capacité de déformation plastique. Certaines essences sont connues pour leur flexibilité et leur plasticité supérieures. En voici quelques-unes :

Fagul est peut-être l'essence la plus connue pour sa capacité à se plier. C'est sur ce type de bois que Thonet a appliqué sa méthode de cintrage. Dans le passé, les chaises en bois courbé fabriquées en Roumanie dans l'usine de Comănești ou dans celle située près d'Arad étaient en hêtre. Son inconvénient est sa très faible résistance à l'humidité et aux facteurs environnementaux, c'est pourquoi il ne peut pas être utilisé pour des projets extérieurs.

Toutefois, il peut être utilisé chêneLe hêtre est une autre essence qui se plie bien et qui est robuste à l'extérieur. Par rapport au hêtre, il peut être un peu plus difficile à cintrer, avec un taux de fendillement plus élevé. Les nœuds et les fibres irrégulières contribuent au risque de fissuration.

Frasin est connu pour sa souplesse et sa facilité de flexion. C'est pourquoi il est utilisé pour fabriquer des instruments de musique et des équipements sportifs (raquettes de tennis, par exemple). Et ulmul est élastique et se plie facilement sous l'effet de la vapeur.

Des sources indiquent que teck Il se plie facilement et a été utilisé dans le passé pour construire des bateaux. C'est un bois durable et plastique, souvent utilisé pour les meubles d'extérieur.

En général, le bois feuillu se plie beaucoup mieux que le bois résineux, le bois jeune mieux que le bois plus âgé, la flexion dans la direction longitudinale infiniment mieux que dans la direction radiale ou tangentielle, le bois à grain droit mieux que le bois à grain tordu ou irrégulier, le bois sans nœuds ni défauts mieux que le bois avec des nœuds ou des défauts. les défauts de croissance.

J'espère que ces informations vous seront utiles. Comme toujours, les ajouts sont les bienvenus. Et si vous avez des questions ou des interrogations, n'hésitez pas à les laisser ci-dessous dans l'espace prévu à cet effet. Je ne manquerai pas de vous répondre.