thumb|upright=1.5|Structure construite en bois.
Le bois d'œuvre ( en anglais) désigne le bois, matériau de construction employé dans la construction des bâtiments.
Définitions Terminologie thumb|upright=1.5|Parties du bois d'œuvre. La construction fait appel au duramen, appelé aussi « bois parfait » ou « bois de cœur », qui constitue la partie centrale de l’arbre. Le duramen est biologiquement quasi-inerte et plus durable que l’aubier — celui-ci, souvent plus clair et léger, étant constitué de cellules vivantes. L'aubier est plus facilement et rapidement attaqué par les insectes, bactéries et champignons.
Le cambium, fine zone qui produit le bois et sépare l’aubier de l’écorce, n'est généralement pas utilisé. L’écorce peut être utilisée de manière traditionnelle : par exemple, dans les pays nordiques, les mottes de terre des toitures végétalisées sont supportées par des plaques d'écorce de bouleau déroulées.
Le sens de coupe modifie l'aspect et la qualité technique des bois sciés. Il est : longitudinal : parallèle aux veines du bois, donc vertical pour un arbre sur pied ; radial : du cœur vers l’extérieur ; ou tangentiel : plus ou moins parallèle aux cernes de croissance du bois. Le bois de bout est coupé transversalement, les cernes de croissance sont visibles ; le « bois couché » est coupé parallèlement au sens longitudinal ; le « bois sur quartier » est fendu dans le plan radial avant d'être coupé dans le sens longitudinal ; le « bois sur dosse » est coupé dans le sens longitudinal.
Dénominations des bois La manière la plus sûre d'identifier un arbre est la classification taxinomique classique, qui attribue un nom scientifique à chaque espèce vivante et donc à chaque espèce d'arbre. Toutefois, dans les rayons des fournisseurs de matériaux, sont plus communes les appellations locales, traditionnelles, ou commerciales (éventuellement dictées par l'importateur du bois et sujettes à de multiples interprétations).
Par exemple, on retrouve sur le marché belge des bois équarris issus du pin sylvestre, sous l'appellation commerciale « PNG » (par contraction de l'appellation française « pin du Nord ») ; mais il arrive que ce même arbre soit appelé « sapin rouge » ou « sapin rouge du Nord » (abrégé SRN), dénomination commerciale qui couvre une partie de la famille des pinacées. Sa dénomination commerciale anglaise, « European redwood », suivie de sa provenance, est également utilisée.
Le Canada distingue principalement Spruce-pine-fir, Douglas fir-Larch (sapin de Douglas et mélèze de l'Ouest) et Hem-Fir (Pruche de l'Ouest et sapin gracieux).
Dénomination des bois d'œuvre
Les bois peuvent être sciés (éventuellement selon des sections standards) ou exploités sous forme de bois ronds écorcés appelés « rondins ». Les bois d'œuvre servent aux constructions (bois de charpente, de plancher, de traverses de chemin de fer) ou sont travaillés dans différents métiers manuels et/ou artisanaux (menuiserie, ébénisterie, tonnellerie).
La terminologie traditionnelle distingue selon la dimension des bois : bastaing, carrelet, chevron, liteau, madrier, planche, poutre, solivette, volige Cette terminologie dérive partiellement de l'usage qui en a été fait en charpenterie, à laquelle il y a lieu de rajouter les termes panne, arbalétrier, entrait, fiche, poinçon, ferme, blochet, latte, lambourde
En termes de menuiserie, les bois prennent les noms de bâti, châssis, montant, battant, traverse et panneau pour former des ouvrages d'assemblage tels que les châssis de fenêtre, les lambris, les escaliers ou les meubles, les boiseries
L'ingénierie moderne a produit des dérivés du bois sous forme de lamellé-collé et de panneaux divers.
Acronymes En France, notamment au sein de la filière bois et dans les inventaires forestiers réalisés de l'Institut national de l'information géographique et forestière (IGN) et FCBA, on parle de BO et de BO-P pour respectivement désigner les bois d’œuvre et le bois d’œuvre potentiel en forêt, par opposition au BIBE-P qui désigne le Bois industriels/bois-énergie potentielFCBA, IGN (2018) Réévaluation de la ressource et de la disponibilité en bois d'œuvre de chêne en Bourgogne-Franche-Comté , rapport final..
Dimension des bois Certaines sections de bois sont récurrentes. Toutefois les scieries ont souvent leurs propres spécialités. Il y a lieu, d'autre part, de distinguer les bois rabotés des bois bruts de sciage.
En Amérique du Nord
En Amérique du Nord, les dimensions des bois de charpente sont normalisées. Par exemple, le Canadian Lumber Standard (CLS) est la dimension standard des bois au Canada. Ces formats se retrouvent en Europe.
+Dimensions de Bois tendre. Amérique du Nord Nominale (pouces) Réelle Nominale (pouces) Réelle Nominale (pouces) Réelle 1×2 × po () 2×2 × po () 4×4 × po () 1×3 × po () 2×3 × po () 4×6 × po () 1×4 × po () 2×4 × po () 4×8 × po () 1×6 × po () 2×6 × po () 6×6 × po () 1×8 × po () 2×8 × po () 8×8 × po () 1×10 × po () 2×10 × po () 1×12 × po () 2×12 × po ()
Caractéristiques des bois Propriétés mécaniques thumb|Le bois a permis de construire des bâtiments de grande taille (ici la Cathédrale de la Sainte Résurrection, construite dans la ville de Kola en 1684 et brûlée en 1854, pendant la guerre de Crimée. thumb|Travaux de construction de la nouvelle tour d'observation sur le mont Pyramid (Pyramidenkogel), municipalité de Keutschach am See, district Klagenfurt Land, Carinthie, Autriche.
L’utilisation d’un bois en usage structurel est conditionnée par la connaissance de ses propriétés mécaniques.
Les bois de construction moderne - essentiellement des bois tendres - sont légers et solides. L’épicéa, par exemple, a une masse volumique comprise entre 430 et lorsqu’il est sec à l’air (taux d’humidité du bois 15 %). C'est cinq fois moins que le béton et dix-sept fois moins que l’acier. Une maison de deux étages et de au sol construite en matériaux durs pèsera donc , contre en 'ossature-bois'. Les bois durs comme le chêne sont plus denses et trouvent de nos jours moins de débouchés dans la charpenterie ; ce qui n'était pas le cas au Moyen Âge où on les préférait aux bois résineux. Un bois de chêne par exemple a une densité comprise entre 610 et . La résistance des bois tendres par rapport à leur poids les rend très attractifs pour des réalisations légères. De plus, le bois amortit les chocs.
Le bois est très résistant à la compression, à la traction, dans le sens des fibres, et assez résistant à la flexion transversale (surtout en lamellé-collé). Mais, s’il ne casse pas, il plie si la section de pièces soumises à la flexion (arbalétriers, poutres) est insuffisante. En compression, le problème du flambement, lié à la souplesse du bois, doit être résolu par un rapport hauteur-largeur relativement petit. La résistance du bois à la compression est élevée. Pour une résistance égale, le bois demande une section plus grande que l’acier ou le béton.
Classement des bois (normes françaises)
Après sciage des grumes, les bois sont classées par différentes méthodes.
Classement visuel
Selon la norme NF B 52-001, les bois sont classés en observant leurs singularités : nombre de nœuds, diamètre des nœuds, poche de résine, altération biologique.
Ils sont triés en différentes classes visuelles (classes ST-I, ST-II, ST-III, ST-IV, HST1 ou choix 2, 3).
Classement mécanique
Selon la norme en NF EN 14081-4, les propriétés mécaniques sont directement mesurées.
Les bois sont triés automatiquement selon la classification de la norme NF EN 338.
+ Correspondances des classes visuelles avec les classes mécaniques.EssencesClasse visuelle selon NF B 52-001Classe mécanique selon NF EN 1912Sapin, épicéa, pins, douglas, peuplierST-IC 30MélèzeST-IC 27Sapin, épicéa, pins, douglas, peuplier, mélèzeST-IIC 24ST-IIIC 18PinsST-IVC 14Chêne2D 243D 18
Caractéristiques mécaniques pour le calcul
La norme NF EN 338 donne les résistances mécaniques en fonction des classes. +Propriétés caractéristiques des bois massifs (Résineux "C", Feuillus "D")DésignationUnitéC14C16C18C24D24Contrainte de flexionN/mm1416182424Contrainte de traction axialeN/mm810111414Contrainte de traction transversaleN/mm0,40,40,40,40,6Contrainte de compression axialeN/mm1617182121Contrainte de compression transversaleN/mm22,22,22,57,8Contrainte de cisaillementN/mm33,23,444Module moyen d’élasticité axialekN/mm7891110Module élasticité axial au percentilekN/mm4,75,46,07,48,5Module moyen d’élasticité transversalekN/mm0,230,270,300,370,67Module moyen de cisaillementkN/mm0,440,500,560,690,62Masse volumique caractéristiquekg/m296310320350485Masse volumique moyennekg/m350370380420580 Paramètres : humidité de référence utilisée pour le calcul des bois : 12 %.
Ces valeurs servent à calculer les structures bois selon la norme Eurocode 5.
Matériau isolant thumb|Sergueï Prokoudine-Gorski, Isba dans le village de Martyanova, Russie, 1910. thumb|Façade en tavaillons (Haut-Jura, France). Avant que l'on interpose un matelas isolant entre les montants d'ossatures, la construction en bois massif empilé avait sur la construction à ossature bois, l'avantage de créer une enveloppe thermique efficace. En Norvège, la construction à ossature, économe en bois qui s'était imposée pour les bâtiments de grange et les hangars à bateau (), mais aussi dans les églises (Stavkirke), va progressivement supplanter la construction en bois massif lorsque de nouveaux matériaux isolants seront employés .
La conductivité thermique de l’épicéa, par exemple, est moyenne (λ = ) mais malgré tout quinze fois plus faible que celle du béton et quatre cents fois plus faible que celle de l’acier. Dans les constructions à ossature bois, selon les critères actuels de confort, c'est l'isolant placé entre les montants qui réalise véritablement l'isolation thermique du bâtiment.
Le bois est « subjectivement chaud », car son effusivité thermique est basse (Ef = 0.56). Un bâtiment à ossature bois se chauffe facilement. L’air y est sec et sain, grâce au bois et à l’isolant aisément placé entre les montants de l’ossature. La température des parois est proche de celle de l’air ambiant, ce qui augmente le confort thermique. Les ponts thermiques sont limités.
Néanmoins, le bois accumule peu la chaleur ; sa capacité thermique est moyenne (S = ) ; il n’a pas de « volant d'inertie thermique » ; mais il peut être associé à une masse accumulatrice (S > ) au centre du bâtiment (maçonnerie, cheminée de pierre ou poêle en faïence par exemple). En pays froids, le bois est très apprécié pour les qualités citées ci-dessus. En pays chauds, il est moins agréable que la pierre parce qu'accumulant mal la fraîcheur de la nuit. Le bois est poreux car constitué d'un réseau de fibres et vaisseaux orientés longitudinalement, ce qui explique que, quelle qu'en soit l'essence, il a une conductivité thermique plus grande (donc un pouvoir isolant moindre) dans le sens de ses veines que dans la direction perpendiculaire ; les sols en pavés de « bois debout » sont plus frais que ceux, du même bois, d’épaisseur identique, en planches couchées ou en lames de parquet.
Matériau chimiquement résistant Certaines essences ont une résistance élevée à la corrosion, supportant bien les agressions chimiques, mieux que le béton ou l’acier courant. Il est pour cela volontiers utilisé dans certaines usines où l'atmosphère est agressive. Les bois comme le teck, l’afzelia doussié, sont utilisés pour la fabrication de cuves contenant certains produits chimiques. L’épicéa est régulièrement utilisé pour les silos à sel le long des autoroutes.
Certaines essences de bois ont des composés chimiques qui interagissent avec le fer (Western Red Cedar, Merbau, Afzelia, Chêne, Pin d'Orégon, …). Pour éviter des taches et/ou une corrosion des clous et vis utilisés pour les fixer, ceux-ci doivent être en acier inoxydable.
Matériau hygroscopique et anisotrope