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

Depuis des millénaires, le bois est utilisé à de nombreuses fins, de la construction de maisons à la fabrication de meubles et d'objets d'art. Une propriété qui a également suscité l'intérêt des ingénieurs, des concepteurs et des artistes est sa capacité à prendre des formes qui, pour certains, semblent impossibles ou des images créées par l'intelligence artificielle. La plasticité se traduit par la capacité du bois à conserver sa forme après déformation, sans fissure ni rupture du fil. Cette propriété permet d'obtenir des éléments en bois courbés utilisés dans la fabrication de meubles, d'instruments de musique, d'objets décoratifs ou d'œuvres artistiques. Nous verrons ci-dessous pourquoi et comment le bois massif peut être courbé, et quelles sont les essences qui supportent le mieux les traitements de courbure.

Le cintrage du bois - connu depuis l'Antiquité

Les preuves du cintrage du bois remontent très loin dans l'histoire, les anciens Égyptiens, les Amérindiens et les Vikings se disputant la première place dans la fabrication de divers objets en bois cintré. Certains affirment que les Égyptiens ont été les premiers à utiliser des objets courbés pour fabriquer des chars de combat et des bateaux. D'autres affirment que les Amérindiens utilisaient le bois courbé pour fabriquer des fusées à neige ou porter des poids. Les Vikings auraient été les premiers à plier le bois pour fabriquer leurs célèbres bateaux, qui auraient découvert l'Amérique bien avant Christophe Colomb. Peu importe qui a été le premier, tous s'accordent à dire que le bois pouvait être façonné après avoir été arrosé à plusieurs reprises avec 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 sous l'effet de la vapeur pendant 5 heures, puis à les façonner 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 de bois massif ronds et courbés. Thonet a également été le premier à introduire le concept de démontage des meubles, ce qui a permis de réduire le prix du transport. En conséquence, le prix des meubles a baissé et est devenu beaucoup plus abordable. D'ailleurs, le meuble le plus vendu de tous les temps est une chaise Thonet. Chaise n°14 - publié en 1930, qui aurait été 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 casser. Mais élasticité est la capacité du bois à reprendre sa forme initiale après que la force qui agit sur lui a cessé. Ou bien le bois courbé reste dans cette position 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 obtenues sous l'action de forces extérieures, même après que ces forces ont cessé. C'est donc l'inverse de l'élasticité. Normalement, la plasticité naturelle du bois est réduite et diminue d'autant plus que l'arbre est âgé. Mais grâce à des traitements spéciaux, le bois peut devenir beaucoup plus plastique. Le bois n'étant pas un matériau uniforme, sa plasticité n'est pas et ne varie pas de manière égale. 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 manière dont il est coupé, etc.

L'obtention d'un bois massif courbé 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. Mais dans ce cas, les propriétés ne s'annulent pas, elles se complètent. C'est l'élasticité qui permet de déformer le bois le plus hardiment possible sans affecter l'intégrité et la solidité de l'élément, tandis que la plasticité permet au bois de conserver sa nouvelle forme. Il ne s'agit cependant pas d'un phénomène naturel, mais de tout un processus technologique. Il s'agit d'un traitement qui augmente l'élasticité du bois et d'un moule qui le maintient immobile depuis l'arrêt du traitement jusqu'au retour à la normale de la température et de l'humidité.

Méthodes de cintrage du bois

La première méthode de courbure du bois était la suivante traitement répété à l'eau bouillante. C'est ainsi que les navires étaient construits autrefois. Si l'on utilisait des éléments plus petits, on les faisait bouillir directement dans l'eau jusqu'à ce qu'ils soient faciles à plier. Une fois devenus souples, les éléments étaient placés dans un moule ou pliés dans la forme souhaitée (dans le cas des grandes poutres utilisées dans les navires) et immobilisés jusqu'à ce qu'ils aient complètement refroidi.

Vapeur est la méthode la plus connue et la plus utilisée pour cintrer le bois. Elle consiste à chauffer le bois à la vapeur pour qu'il devienne facile à façonner. 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 (un composant de la cellule du bois avec la cellulose et les hémicelluloses, 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 de la pièce. Une fois sortie de l'enceinte à vapeur, la pièce de bois doit immédiatement être placée dans un moule et serrée. Après refroidissement et séchage du bois, la pièce conservera la forme donnée par le gabarit.
Cette méthode peut être utilisée tant au niveau industriel que dans le cadre de petits projets ou de projets 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 trouveront 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 façonner sous pression. Au cours du processus, le bois est exposé à la chaleur et à la pression, ce qui lui permet de changer de forme dans une matrice ou une forme spécifique. Cette méthode est souple et efficace, le pressage étant réalisé en un temps relativement court.

Courbure dans les courants 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'un transfert de chaleur uniforme 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 sur le bois. 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 il s'agit de méthodes qui ne dépendent plus de l'élasticité et de la plasticité du bois et qui peuvent s'appliquer à n'importe quelle essence.

Espèces 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'espèce la plus connue pour sa capacité à plier le bois. Thonet a mis en pratique sa méthode de cintrage sur ce type de bois. Les chaises en bois courbé fabriquées autrefois en Roumanie dans l'usine de Comanești 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.

Il peut toutefois être utilisé chêneLe hêtre est une autre essence qui se courbe bien et qui est rustique à l'extérieur. Par rapport au hêtre, il peut être un peu plus difficile à courber, le taux de fendillement étant plus élevé. Les nœuds et le grain irrégulier contribuent au risque de fendillement.

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 articles de sport (raquettes de tennis, par exemple). Et ulmul est élastique et se plie facilement sous l'effet de la vapeur.

Certaines sources affirment que teck Les courbes sont légèrement plus prononcées, mais il était autrefois utilisé pour la construction de bateaux. C'est un bois durable et plastique, souvent utilisé pour les meubles d'extérieur.

En général, les bois durs se plient beaucoup mieux que les bois tendres, les bois jeunes se plient mieux que les bois plus anciens, ils se plient infiniment mieux dans le sens longitudinal que dans le sens radial ou tangentiel, les bois à grain droit se plient mieux que les bois tordus ou à grain irrégulier, les bois sans nœuds et sans défauts se plient mieux que les bois avec des nœuds ou des défauts. les défauts de croissance.

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