Le cycle de vie de l’arbre








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Du point de vue « MÉCANIQUE »


On utilise et choisit nos bois pour leurs caractéristiques sonores, mais également pour leur capacité à résister aux tensions. La coupe et l’orientation des cernes par rapport aux plans de collage sont très importantes.

Prenons comme exemple le choix et le débit d’une table d’harmonie en épicéa. On choisit une planche sur le quartier. Elle sera ensuite ouverte en deux sur l’épaisseur pour obtenir deux morceaux parfaitement identiques (la même concentration de cernes) que nous pourrons coller sur l’une de leur tranche.


Le sens du fil


Pour garantir à coup sûr que notre coupe suivra le sens du fil, nous pouvons également fendre notre bille. Nous plaçons un coin sur le cœur et, en utilisant une masse, nous frappons. Cette onde de choc va suivre le fil du bois et permettre la coupe dans un plan idéal. Nous obtiendrons un débit de section triangulaire qui pourra être retravaillé en épaisseur jusqu'à notre planche. Il existe un moyen simple de vérifier une coupe sur qualité. Le schéma ci-dessus nous montre la présence dans l’arbre de canaux, appelés « canaux médullaires ». Dans le cas d’une coupe idéale, ils seront tranchés lors de la coupe et laisseront sur la table un motif dont la forme est très caractéristique. On parle alors de « traces de mailles » ou de « bois chenillé ».



bois 6.png

Maintenant que vous le savez, vous les verrez !

L’orientation du fil


En choisissant l’orientation des fibres annuelles de nos morceaux de bois, on pourra influer sur leur rigidité. Lorsque l’on cherche une résistance maximum on orientera les fibres perpendiculairement à la surface de collage, dans le cas contraire, parallèlement. Pour s’en convaincre, il est très facile de réaliser l’expérience comme ci-dessous :

On débite deux planchettes de section identique (même longueur, largeur et épaisseur dans la même planche). On applique, en leur centre, un même poids, choisi suffisamment important, pour déformer nos échantillons. On s’aperçoit alors que la baguette dont les cernes sont à la verticale se déforme beaucoup moins. Maintenant, prenons deux nouvelles baguettes de forme identique. Choisissons l’une d’elles dans un épicéa plus dense que l’autre. À orientation de fibres identiques, par exemple perpendiculaire au plan de collage, on aura une plus grande résistance mécanique avec celle qui possède la plus grande densité de cernes. Les choix s’imposeront donc d’eux-mêmes :

bois 10.png

-Si l’on recherche la rigidité maximum pour une barre de structure sur un barrage, elle devra être choisie avec une forte concentration de cernes orientés perpendiculairement au plan de collage.

-Si l’on recherche de la souplesse maximum, la concentration devra être faible et les cernes orientés parallèlement au plan de collage.

Dans « l’atelier idéal », on aurait à disposition toute sorte de baguettes idéalement choisies. Dans la réalité, comme aucun arbre n’est identique, on doit trouver un moyen pour corriger la trop grande souplesse d’une barre. On peut le faire en travaillant sur géométrie. Pour cela, introduisons un peu de RDM, c'est-à-dire de Résistance Des Matériaux.

Un peu de RDM (RÉSISTANCE des MATÉRIAUX)


La RDM est une branche de la physique mécanique qui traite de la déformation de matériaux soumis à différentes forces. Nous allons ici en donner une application simple qui nous servira pour nos futurs barrages.

Nous venons de voir que lorsqu’on exerce une pression sur une barre de bois, celle-ci fléchit. On connait une relation géométrique qui relie son profil à sa résistance mécanique. Posons []H] la hauteur, et [B] la largeur d’une baguette. La formule mathématique ci-dessous nous montre que lorsque l’on veut déterminer les dimensions d’une barre, sa hauteur influe beaucoup plus que sa largeur, pour obtenir de la rigidité. Si l’on souhaite une barre rigide et une faible surface de collage (sa largeur), il suffira de la tailler peu large et haute.

bois 8.png

La DENSITÉ


Il existe des bois lourds, légers, tendres ou durs. Pour caractériser ces notions, on parle de la « densité » du bois.

Elle représente le rapport de sa masse volumique, c'est-à-dire la masse pour de matière comparée à la masse volumique de l’eau.



Gardons comme exemple l’épicéa dont la masse avoisine les 500kg pour. Sa densité sera, d’après la formule précédente de 0,5.

On peut donc classer les bois selon une échelle représentative de bois allant de « très léger et tendre » au « très lourd et dur ».

Bois très lourds et très durs

0,85

Bois lourds et durs

0,70 - 0,85

Bois mi-lourds et mi-durs

0,56 - 0,70

Bois légers et tendres

0,45 - 0,55

Bois très légers et très tendres

0,45

Dans le tableau suivant, vous trouverez les différentes densités, minimums et maximums, par ordre alphabétique, pour les principaux bois.

Noms

densité

Peuplier (0,45)

0,45

Épicéa (0,46)

0,46

Cyprès (0,46)

0,46

Cèdre (0,48)

0,48

Noyer us (0,6)

0,6

Érable syco (0,64)

0,64

Érable canadien (0,72)

0,72

Amarante (0,8)

0,8

Palissandre de Rio (0,81)

0,81

Cormier (0,81)

0,81

Bubinga (0,84)

0,84

Acajou (0,85)

0,85

Cocobolo (0,95)

0,95

Palissandre des Indes (0,96)

0,96

Pernambouc (1)

1

Ébène de Madagascar (1,18)

1,18

Amourette (1,32)

1,32


La FLEXIBILITÉ


La flexibilité du bois choisi aura un rôle mécanique structurel important : reprenons notre guitare, cordes tendues.

De part et d’autre de notre talon, sous la tension des cordes, notre manche et notre caisse ont un mouvement l’un vers l’autre. Si l’on choisit, pour le fond, un bois peu flexible, sa résistance naturelle s’opposera, plus facilement, au mouvement de flambage entrainé par les cordes :

Pour définir cette notion de « raideur », on parle du « module de Young ». Il représente la contrainte mécanique qui engendre un allongement de 100 % de la longueur initiale d'un matériau. Dans la réalité, très peu de matériaux ont une telle possibilité d’allongement, ce n'est pas le cas du bois : il se déforme un peu et se rompt brutalement. Il ne s’agit donc que d’une valeur indicative, mais qui nous renseigne néanmoins correctement sur les possibilités élastiques : élevé, le bois est rigide, faible, plutôt souple.

Noms

Module de Young

Peuplier (0,45)

14,1

Épicéa (0,46)

12,6

Cyprès (0,46)

7,9

Cedro (0,48)

9,7

Noyer us (0,6)

7,2

Érable syco (0,64)

6,4

Érable canadien (0,72)

7,3

Amarante (0,8)

21,1

Palissandre de Rio (0,81)

16,2

Cormier (0,81)

15,3

Bubinga (0,84)

21,2

Acajou (0,85)

7,7

Cocobolo (0,95)

10,9

Palissandre des Indes (0,96)

19,1

Pernambouc (1)

21,1

Ébène Madagascar (1,18)

19,3

Amourette (1,32)

29,1







Le tableau ci-dessus donne sa valeur pour nos différents bois.
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