X. — Conductibilité du bois

A. Chaleur. — Mauvais conducteur de la chaleur, le bois sert, pour ce motif, à la confection des pinces de laboratoire, des manches de pelles à four et de tous autres outils destinés à la préhension de matières enflammées. On l'utilise également, comme isolant, dans les couveuses artificielles ; les chalets de montagne tout en bois, doivent à cette propriété de la matière ligneuse, le pouvoir de bien conserver leur chaleur pendant l'hiver.

Le bois conduit mieux la chaleur dans le sens de la longueur que du ravon. Les coefficients de conductibilité suhant ces deux dimensions sont entre eux dans des rapports variant entre -[- et -y- . Les boi^ lourds sont meilleurs conducteurs que les bois légers, en raison de leur moindre porosité.

B. Electricité. — Vis-à-vis de l'électricité, le bois agit comme isolant, et cela d'autant mieux qu'il est plus léger.

La foudre frappe de préférence les arbres contenant beaucoup d'eau dans leurs tissus, ceux situés à proximité des mares et flaques d'eau ou qui dominent largement dans le massif. Certains cantons de forêts sont particulièrement ravagés.

On peut classer les essences approximativement comme suit, au point de vue de leur aptitude à être foudroyées :

Très exposées

Assez ei posées

Peo exposées

Indemnes

Chêne

Saules

Tilleul

Erable

Peuplier

Pins

Pommier

Bouleau

Epicéa

Hêtre

Sorbier

Olivier

Orme

Frêne

Mûrier

Oranger

Noyer

Poirier

Aune

Figuier

Sapin

Cerisier

Catalpa

Châtaignier

Acacia

Les effets de la foudre sont aussi variables que curieux. En plaine, les arbres sont généralement fendus et éclatés : ils sèchent alors promptement. D'autres fois, l'éclair ne produit sur le fût qu'un léger sillon traversant toute l'écorce et s'arrétant au bois. Ce sillon pleure légèrement et se recouvre comme une blessure ordinaire. L'arbre paraît avoir été gélivé et continue à prospérer. Lors du débit, on constate que le trait de foudre est marqué par un filet noirâtre de bois nécrosé et plus ou moins gorgé de sève extravasée, mais ne nuisant pas à l'emploi de la pièce. En montagne, et spécialement sur les terrains secs, les arbres sont généralement écorcés sur une plus ou moins grande hauteur de fut. Kous avons même vu des chênes n'offrant aucune trace de blessure extérieure, mais ne possédant plus un seul fragment d'écorce adhérente, si ce n'est à l'extrémité des bran-

ches. Le travail de la foudre ressemble alors à celui d'un habile ouvrier.

C. So>*. — Le bois sain est un bon conducteur du son ; il perd cette propriété en saltérant. Appliquant l'oreille contre le fut et frappant sur ce dernier de légers coups avec le bout des doigts, on peut se rendre facilement compte de l'état des vieux arbres, en particulier des vieux chênes suspects. Si le bois ne présente pas trace de caverne, de pourri blanc ou rouge, le son se transmet pur et net ; il se perçoit difficilement dans le cas contraire. Les arbres creux, frappés avec le plat du marteau, sonnent le fêlé.

D. Lumière. — Le bois se laisse facilement pénétrer par les ravons X.

Art. II. — PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DES BOIS. 1. — Élasticité.

L'élasticité est la propriété qu'ont les bois de se laisser déformer, cintrer et ployer sans casser, avec la faculté de reprendre leur forme première. Elle varie avec l'essence et la proportion d'eau renfermée dans les tissus. Maxima dans l'arbre sain et vivant, elle diminue après l'abatage, au fur et à mesure de l'évaporation. Elle atteint son expression minima chez les bois entièrement desséchés. Ceux-ci reprennent une partie de leur élasticité lorsqu'on les trempe dans l'eau, ou mieux qu'on les soumet à Faction de l'eau chaude ou de la vapeur d'eau. La pratique du cintrage est une application directe de cette dernière propriété. D'une façon générale, plus le sujet est jeune, et plus est grand son pouvoir élastique. Chez les feuillus, les arbres à végétation rapide sont plus flexibles que ceux qui ont cru lentement. Les chênes et frênes provenant de massifs traités en taillis sous futaie, sont plus nerveux et plus souples que ceux provenant de futaies pleines. Les frênes de plaine, à croissance active, se laissent facilement cintrer ; les frênes des coteaux calcaires et pierreux, qui ont cru lentement, ne conviennent pas du

Mathey. — Exploitation des bois. I. 5

tout pour ce travail. Chez les bois résineux, l'élasticité est d'autant plus grande que les cernes sont minces et réguliers, c'est-à-dire que la croissance est lente. . Les arbres de droit fil, sans nœuds et sans gales, plient mieux que les arbres ronceux ou galeux. Les nœuds, même sains et adhérents, constituent des points de moindre résistance, au niveau desquels se produit presque toujours la rupture ou l'éclatement. Les bois venus aux expositions du Nord et de l'Est et dans des terrains frais, sont» plus souples que ceux venus au Sud et à l'Ouest et dans des sols secs ou fangeux.

En ce qui concerne les bois débités, les sciages, la résistance dans le sens du rayon est toujours plus grande que la résistance dans le sens de la tangente aux couches ligneuses. Le rapport entre les coefficients d'élasticité dans les deux sens varie en moyenne de 3 à 1,15. Pour le chêne et le sapin, ces rapports sont respectivement 1,-46 et 2,76. La différence est plus grande chez le pin sylvestre et les autres essences résineuses ayant cœur et aubier distincts. Par là s'explique la supériorité énorme du débit sur maille sur le débit ordinaire ou tangentiel.

Chez les bois étuvés, l'élasticité est notablement diminuée. Ces bois ne prennent plus d'allongement permanent et cassent brusquement, dès que la charge douent trop considérable.

a) Résistance à la flexion. — L'élasticité est bien mise en évidence par la résistance que les bois opposent à la flexion. On a constaté par expérience, que les fibres du bois, placées du côté de la convexité des pièces fléchies, s'allongent, tandis que celles tournées du côté de la concavité se compriment et se raccourcissent. Pour une pièce de bois de sapin de 0m,0974 sur 0m,0973 d'équarrissage, ayant 2 mètres de longueur, pesant 8k,900 et posée horizontalement sur deux appuis distants de im,803, on a trouvé que, sous une charge de 600 kilos, le raccourcissement des fibres comprimées a été de 0m,0017 et l'allongement des fibres étendues de 0",00195.

On a aussi reconnu, par la voie expérimentale :

1° Que dans les limites où l'élasticité n'est pas altérée et

pour les flèches admises dans les constructions, les flexions des parallélipipèdes posés sur deux points d'appui sont proportionnelles aux charges qui agissent en leur milieu ;

i° Que la flexion est en raison inverse du produit de la largeur par le cube de l'épaisseur des pièces ; c'est-à-dire que, si Ton fait fléchir la même pièce sous la même charge, en la plaçant d'abord à plat, puis de champ, les flexions observées varient dans le rapport des carrés des dimensions ;

3° Que les flexions des pièces chargées en leur milieu sont entre elles comme les cubes des portées.

La résistance des bois à la flexion se mesure en fonction de la charge de rupture. On doit à MM. Ghevandier et Wertheim, des expériences sur diverses essences ; elles ont fourni les résultats suivants :

Nature des boit

Acacia ....

Tremble . . .

Orme ....

Frêne ....

ErabU sycomore Chêne pédoncule » rouvre .

Bouleau • . • Sapin ....

Erable champêtre Hêtre ....

Charme . • • Pin sylvettre • Peuplier . • .

Densité

Charge de rupture

centimètre carré

D'autres observateurs ont trouvé :

Nitare des bots

Gaïac •

Frêne

Acacia <

Pitchpin

Bois de fer

Acajou

Angélique

Pin laricio

Teck

Orme (Canada)

Hickory

Noyer

Orme champêtre

Chêne vert

Chêne zéen •

Cormier •

Chêne gras de Bourgogne

Chêne maigre de Bourgogne ....

Platane de Provence

Tilleul »

Mélèze

Sapin de croissance lente (Alpes Maritimes)

Pin sylvestre (Alpes-Maritimes) . . . Sapin de croissance active (Jura) . .

Densité

Charge

de raptare

par

centimètre carré

On voit, d'après ces indications :

1° Qu'il existe pour une même essence de bois, des différences d'élasticité souvent considérables et dues aux conditions variables de la végétation, ainsi pour les chênes de Bourgogne ;

2° Que l'élasticité des bois n'est pas proportionnelle à leur densité. Le fait est surtout accusé et apparent chez le Frêne, l'Orme, le Hickory, le Tremble, le Noyer, le Chêne pédoncule, le Sapin et le Pitchpin, toutes essences relativement légères et cependant souples et résistantes.

b) Résistance à C écrasement.' — La résistance à la compression et à l'écrasement importe surtout pour le choix des

i>ois de mines. Elle se mesure en fonction de la charge de rupture et varie nécessairement avec la longueur des pièces. On peut toutefois envisager la charge de rupture comme constante, tant que la longueur ne dépasse pas 5 à 6 fois le plus petit diamètre de la section transversale. Lorsqu'elle est 12 fois égale à ce diamètre, la charge de rupture n'en est plus que les g '» elle n'en est que la moitié, lorsque la longueur

dépasse 24 fois le diamètre, et le tiers, lorsqu'elle excède 36 fois ce même diamètre.-

Les expériences d'Hodgkinson, relatées ci-dessous et effectuées sur des cylindres de 25,4 millimètres de diamètre et de 50,8 millimètres de hauteur, permettent d'apprécier très sommairement la résistance de quelques essences à Pécrasement :

Etteneet

Charges j>ar centimètre carré produisant l'écrasement

Teck

Frêne . . . .

Prunier. . . .

Orme . . . .

Acajou . . . .

Hêtre . . . .

Erable sycomore Aune . . . .

Pin(?). . . .

Sapin . . . .

Pommier . . .

Chêne . . . .

Noyer . . . .

Epicéa . . . .

Cèdre . . . .

Pin sylvestre. .

Bouleau. . . .

Mélèze ....

Saule ....

Boit vert

Boit tec

Ces résultais ne sont pas susceptibles d'une large généralisation, attendu que la résistance des bois à l'écrasement varie beaucoup suivant les conditions dans lesquelles ils ont crû.

Il est à noter que la résistance augmente proportionnellement à la dessiccation, et que le frêne, l'orme, l'érable sycomore, l'aune, peuvent fournir des étais particulièrement solides. Bien que le hêtre résiste admirablement à la compression, on l'emploie très peu dans les mines, car il ne dure pas longtemps dans les galeries chaudes et humides, où il casse sans prévenir.

Nous donnons ci-après différents essais de bois de mines effectués à Montceau par M. Emile Saudino. Ces essais mettent bien en évidence les qualités de notre chêne comparativement aux principales essences résineuses. En ce qui concerne cependant le chêne écorcé, il faut prendre bien garde à ce que l'incision annulaire, pratiquée à différentes hauteurs pour détacher les fourreaux, n'ait pas entamé le bois. La plus légère morsure de l'outil dans l'aubier suffit pour réduire, la résistance à l'écrasement dans des proportions considérables. Essais du 29 octobre 4891.

Désignation dei bois

Diamètre;»

Chargea

de rupture

en kilog.

Observations

Chêne

Pin des Landes . • .

Mélèze

15 X 18cm

Amarres a 2m

Essais du 9 novembre 1894.

Désignation dei bois

Chêne

Sapin ou épicéa . . .

Mélèze

Pin sylvestre ou pin noir.

Pin maritime . . • .

Etat» d'nn diamètre au petit bout de :

10 eent. 12 cent. 11 cent. 16 cent. 18 cent.

Charges de rupture {kilo g ) : amarres à 2»

En 1895, une crise passagère dans les approvisionnements poussa Montceau à s'adresser, malgré la distance, au pin des Landes. Des essais entrepris montrèrent que cette essence ne le cède en rien à ses congénères résineuses, au point de vue de la résistance à l'écrasement.

"oo*

-es

xa

JBX *

ai

as

as

es

os

oo r-

«Vf •«•»

IO

04 co

co