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Propriétés physiques et caractéristiques mécaniques

 
 
 
Propriétés physiques et caractéristiques mécaniques

Dimensions, épaisseur et nombre de plis
Les dimensions des panneaux contreplaqués sont usuellement exprimées en mm et données selon un ordre établi :
1) sens du fil de la face
2) sens perpendiculaire
3) épaisseur

En France, les formats habituels sont 2500 × 1220 mm et 3100 × 1530 mm pour les contreplaqués feuillus, et 2500 x 1250 mm pour les résineux. Mais on peut également trouver le format 3100 x 1830 mm pour certaines applications.
La gamme d’épaisseur courante des contreplaqués s’étend de 3 mm à 50 mm selon les fabrications ou les besoins.
Dans certains cas, le nombre de plis est indiqué car deux contreplaqués d’une même épaisseur finale peuvent avoir un nombre de plis différents, cela pouvant influer sur leurs caractéristiques.

Masse volumique

Les masses volumiques moyennes des contreplaqués sont :

  • 450 kg/m3 pour un 100% Peuplier
  • 500 kg/m3 pour un 100% Okoumé
  • 600 kg/m3 pour un 100% Pin Maritime

Stabilité dimensionnelle
Le bois est un matériau naturellement hygroscopique : en fonction des conditions hygrothermiques environnantes (température et humidité relative de l’air (vapeur d’eau)), le bois va « s’équilibrer » : il va donc reprendre de l’humidité ou en restituer. Ces variations d’humidité peuvent se traduire par des variations dimensionnelles du matériau. Ce phénomène est toutefois réversible et n’affecte pas les caractéristiques mécaniques des produits.

Le comportement hygroscopique du contreplaqué est relativement similaire à celui du bois massif. Cependant, du fait de la présence de colle, la teneur en humidité du contreplaqué varie moins rapidement. L’équilibre hygroscopique du contreplaqué est inférieur de 1 à 2 % à celui du bois massif, et situé entre 7 et 13 %.

Pour les panneaux contreplaqués, les variations dimensionnelles sont anodines et largement inférieures à celles du bois massif, ce qui lui confère des hautes performances en terme de stabilité dimensionnelle.

Cette stabilité est liée à deux facteurs :

  • la présence de colle, qui fait écran à la reprise d’humidité
  • le croisement des fils du bois qui contrarie le retrait tangentiel naturel du bois (contrariant ainsi la déformation occasionnée).

Caractéristiques de résistance et module d’élasticité
Le module d’élasticité traduit la rigidité des panneaux et sert de base pour le calcul de la flèche des panneaux travaillants. En fonction de la composition du panneau, la résistance à la flexion et le module d’élasticité peuvent être très différents selon qu’il s’agit du sens long ou du sens transversal. Des valeurs très élevées en module sens long peuvent être obtenues en ajustant la composition.
Néanmoins, la moyenne des valeurs mesurées est une constante, caractéristique de l’essence ou des essences utilisées.

Le Tableau suivant indique la résistance en flexion et le module d’élasticité moyen pour des panneaux de contreplaqué de 5 plis et plus :

Essences
CaractéristiquesOkoumé et feuillus tendressapelli, sipo et tropicaux dursPin maritime
(MV comprise entre 450 et 550 kg/m3)(MV comprise entre 550 et 650 kg/m3)LongitudinalTransversal
Résistance en flexion moyenne courante (MPa)35-405050-7525-40
Module d’élasticité moyen courant (MPa)400060006000-80002000-4500
Résistance au poinçonnement : dureté Monnin
La dureté Monnin (N) est mesurée par une profondeur d’enfoncement dans le panneau d’un cylindre d’acier de 30 mm de diamètre sous une pression donnée.

Contreplaqués NF Extérieur CTB-X
EssenceOkouméPeuplierPin maritime
Dureté2 à 31,5 à 2,52 à 3
Bois massif (par comparaison)
EssenceSapinPin sylvestreChêne
Dureté1,5 33,5

Classement au feu
Les exigences réglementaires dans les locaux d’habitation (31 janvier 1986) reposent sur 5 principes de base : la réaction au feu des composants de la construction, la résistance au feu des structures et des composants, l’évacuation, le désenfumage et le compartimentage des locaux.

a) La réaction au feu décrit le comportement d’un matériau qui, en présence d’une flamme ou d’une élévation de température, apporte ou non un aliment au foyer d’incendie et à sa propagation.

Selon les applications, les exigences peuvent prendre en compte plusieurs critères liés à cette réaction au feu : l’inflammabilité, la contribution au feu, le dégagement de fumées, la création de débris enflammés.

Pour les Produits de Construction soumis au marquage CE, tous ces critères sont pris en compte pour la classification des produits.

Les classes de réaction au feu (Euroclasses) sont attribuées selon les résultats d’essais normés. Selon la norme NF EN 13986 relative aux panneaux à base de bois destinés à la construction, les panneaux de contreplaqué bruts d’une épaisseur supérieure ou égale à 9 mm et d’une masse volumique supérieure ou égale à 400 kg/m3 sont classés conventionnellement :

D, s2, d0
(Selon les tableaux d’équivalence, l’Euroclasse D, s2, d0 correspond aux exigences réglementaires françaises M3)

Masse volumique (Kg/m3)Epaisseur (mm)Conditions de montageClassement murs et plafondsClassement sols
9Posé directement sur la paroi support
40015Posé sur une lame d’air à cavité fermée sur une paroi A2-s3,d0D-s2, d0D -d1
18Posé sur une lame d’air à cavité ouverte sur une paroi A2-s3,d0

Le traitement ignifuge des contreplaqués est courant, sans modification des performances du panneau. Les performances obtenues permettent un classement

B –s2, d0
(Selon les tableaux d’équivalence, l’Euroclasse B, s2, d0 correspond aux exigences réglementaires françaises M1)

a) La résistance au feu correspond au temps pendant lequel un élément de construction soumis à un incendie conserve les caractéristiques suffisantes lui permettant d’assurer la fonction à laquelle il est destiné.

La vitesse de combustion moyenne des panneaux de contreplaqués à prendre en compte dans le calcul des structures (Cf «eucocode5») est de :

1 mm /min
pour les contreplaqués d’épaisseur > 20 mm et de masse volumique de 450 kg/m3

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Perméabilité à la vapeur d’eau
La perméabilité à la vapeur d’eau s’exprime à travers le coefficient de résistance à la vapeur d’eau, la valeur étant déterminée selon la norme EN ISO 12572/2001.
Ce coefficient s’exprime lui-même à travers deux valeurs dites « coupelle humide » et « coupelle sèche ».Les coefficients moyens de résistance à la vapeur d’eau couramment utilisés aujourd’hui, et exprimés dans l’EN 13986, sont compris entre 50 et 110 (coupelle humide) et 150 à et 250 (coupelle sèche) pour des panneaux contreplaqués de masse volumique allant de 300 à 1000 kg/m3.

Conductivité thermique
Le coefficient (λ) de conductivité thermique des panneaux varie selon les essences, la masse volumique et les liants utilisés.Le coefficient de conductivité thermique moyen des contreplaqués varie, selon l’EN 13986, de 0.09 à 0.24 pour des contreplaqués de masse volumique variant de 300 à 1000 kg/m3.

Coefficient d'absorption acoustique
Selon l’EN 13986, les coefficients d’absorption acoustique moyens admis pour les panneaux de contreplaqué sont de :

  • 0,10 (plage de fréquence 250 à 500 Hz);
  • 0,30 (plage de fréquence 1000 Hz à 2000 Hz)

Classe d’emploi
La norme NF EN 314-2 définit les essais à réaliser pour vérifier la classe de collage d’un panneau. Ces classes correspondent aux conditions d’utilisation suivantes :

  • Classe 1 : intérieur sec (souvent exprimé par une conformité à 636-1)
  • Classe 2 : intérieur humide (souvent exprimé par une conformité à 636-2)
  • Classe 3 : extérieur (souvent exprimé par une conformité à 636-3)

EpreuvesImmersion 24 h dans de l’eau à 20°CImmersion 6 h dans de l’eau à 100°CImmersion 4 h à 100 °C – Séchage 16 h à 60 °C – Immersion 4 h à 100 °CImmersion 72 h à 100 °C
Classe 1 (milieu sec)
Classe 2 (milieu humide)
Classe 3 (milieu extérieur) NF Extérieur CTB-X

Durabilité biologique
Les champignons lignivores ont besoin, pour se développer, de conditions d’humidité et de température favorables : 20-22 % d’humidité au minimum (dès que le taux d’humidité du bois descend en dessous de 20-22 %, la croissance des champignons cesse rapidement) ; et une température optimale située entre 20 et 30 °C (au dessous de 20°C ou au dessus le 30°C, la croissance des champignons est très perturbée.
De ce fait, pour les emplois intérieurs secs des panneaux contreplaqués (agencement, menuiserie intérieure…), usages dans lesquels l’humidité des panneaux ne dépasse guère 13%, le risque « champignons lignivores » est nul.
Dans d’autres emplois, le risque est directement lié à la durée de ré-humidification du panneau (les variations hygrothermiques naturelles de l’air ambiant ne peuvent provoquer une humidification suffisamment forte et longue pour qu’un risque apparaisse).
Dans des conditions d’exposition particulièrement sévères, il conviendra de protéger le panneau ou d’apporter des soins spécifiques lors de la mise en œuvre, ceci afin de limiter au maximum le risque d’humidification et/ou d’en limiter la durée (en favorisant la ventilation ou le processus de séchage naturel).

Les panneaux de contreplaqué NF Extérieur CTB-X sont fabriqués avec des essences présentant une bonne durabilité vis-à-vis des champignons lignivores, ce qui leur confère une résistance naturelle accrue.
D’autre part, les risques d’attaques par les insectes à larves xylophages (vrillettes, lyctus, capricorne, etc.) dans les panneaux dérivés du bois sont extrêmement faibles.

Propriétés environnementales et sanitaires

Performances environnementales

Des analyses de cycle de vie (ACV) ont été réalisées par l’Institut Technique FCBA sur 6 panneaux de contreplaqué différents (chacun étant associé à un emploi spécifique) :

  • Bardage en contreplaqué okoumé, collage résine phénolique
  • Support de couverture en contreplaqué okoumé-peuplier, collage résine MUF
  • Revêtement mural en contreplaqué okoumé-peuplier, collage résine phénolique
  • Revêtement mural en contreplaqué peuplier, collage résine UF
  • Contreventement en contreplaqué pin maritime, collage résine phénolique
  • Plancher en contreplaqué pin maritime, collage résine phénolique

Les résultats de ces études ont permis la rédaction de fiches de données environnementales et sanitaires (FDES) selon la norme NF P01-010 applicable aux produits de construction. Ces FDES sont consultables et téléchargeables sur la base INIES. Elles sont également mises à votre disposition sur ce site.

Télécharger les FDES Contreplaqué

Performances sanitaires

Formaldéhyde
La très grande majorité des panneaux contreplaqués fabriqués en France sont collés avec des colles phénoliques. Une fois la polymérisation terminée, après pressage des panneaux, les émissions de formaldéhyde sont infimes. A tel point que, lorsque ces colles sont utilisées pour la fabrication des panneaux, ces panneaux sont exemptés de contrôles et de mesure. Le niveau d’émissions étant, de manière garantie, inférieur à 0,1 ppm, seuil d’obtention de la classe E1.
Cette classe autorise l’utilisation de ces panneaux en intérieur et apparent, sans risque d’entrainer, pour le metteur en œuvre ou le futur utilisateur du bâtiment, d’exposition au formaldéhyde.

Emission de COV et affichage sanitaire
Naturellement présents dans le bois (particulièrement les bois résineux), certains composés organiques volatiles (COV) peuvent être libérés par les panneaux bois et à base de bois, néanmoins, il s’agît de quantités extrêmement faibles. Ceci est  particulièrement vrai pour les panneaux contreplaqués dans la mesure où le collage, réalisé à chaud (environ 160°), durant l’étape de pressage, favorise l’élimination de ces composés organiques volatiles. Soumis, comme la plupart des matériaux de construction, à l’obligation d’étiquetage des émissions de polluants volatils, les fabricants de contreplaqué français peuvent, pour la très grande majorité des panneaux standards, afficher une classe A ou A+, preuve de très faibles émissions de COV totaux (les COV totaux signifiant l’ensemble des composés organiques volatiles dont le formaldéhyde).