Humidité du bois et humidité d’équilibre : deux chiffres différents
Deux chiffres décident si un plateau de table reste plan ou si une marche d’escalier s’ouvre. Le premier est l’humidité du bois lui-même (taux d’humidité). Le second est l’humidité d’équilibre : l’humidité à laquelle le bois se stabilisera dans un climat donné, le point où il ne gagne ni ne perd d’eau.1 Les problèmes commencent lorsque les deux sont très éloignés, car le bois comblera cet écart, que cela plaise ou non.
Comment se calcule l’humidité du bois
L’humidité du bois est la masse d’eau contenue dans une pièce de bois divisée par la masse de la même pièce totalement sèche, la masse « anhydre », multipliée par 100.1 Comme la référence est le bois sec et non la pièce humide, le chiffre peut dépasser 100 %. C’est souvent le cas du bois vert : le FPL indique pour les essences américaines des humidités moyennes à l’état vert de 55 % dans le duramen et 72 % dans l’aubier du hêtre américain, de 64 % et 78 % pour le chêne blanc et de 46 % et 44 % pour le frêne blanc, tandis que les essences très humides dépassent 200 %.1 La formule compte lorsqu’on compare des chiffres : le bois de chauffage est souvent exprimé sur base humide, en part de la masse initiale, ce qui donne un chiffre plus bas pour la même bûche.2
Eau libre, eau liée et point de saturation des fibres
L’eau se loge dans le bois à deux endroits. L’eau libre remplit les cavités cellulaires ; l’eau liée est retenue dans les parois cellulaires. L’humidité à laquelle les parois sont saturées alors que les cavités sont vides est le point de saturation des fibres. Il se situe en moyenne vers 30 %, bien qu’il varie de plusieurs points selon l’essence, la pièce et la méthode de mesure.1 Au-dessus de ce point, perdre de l’eau ne change presque rien, sauf le poids. En dessous, le bois se rétracte en séchant et gonfle en reprenant de l’humidité, et ses propriétés mécaniques évoluent. Tout ce dont traite cet article se passe sous le point de saturation des fibres ; la manière d’y parvenir est expliquée dans notre article sur le séchage en séchoir et le séchage à l’air libre.
Humidité d’équilibre : ce que l’air fait au bois
Un bois protégé de la pluie et éloigné des sources de chaleur prend son humidité de l’humidité relative (HR) et de la température de l’air ambiant. Les variations quotidiennes touchent surtout la surface ; les variations saisonnières atteignent toute la section. Les revêtements comme le vernis ou la peinture ralentissent les échanges, mais ne les arrêtent pas.1
La table d’humidité d’équilibre : température × humidité relative
Le Forest Products Laboratory (FPL) américain publie la relation entre humidité d’équilibre, humidité de l’air et température depuis avant 1920. La version actuelle est le tableau 4-2 du Wood Handbook, calculé à partir d’une équation ajustée aux données historiques.1 Les lignes ci-dessous couvrent les températures auxquelles le bois est habituellement stocké, usiné et utilisé.
| Température de l’air | 20 % | 30 % | 40 % | 50 % | 60 % | 65 % | 70 % | 80 % | 90 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4,4 °C (40 °F) | 4,6 | 6,3 | 7,9 | 9,5 | 11,3 | 12,3 | 13,5 | 16,5 | 21,0 |
| 10,0 °C (50 °F) | 4,6 | 6,3 | 7,9 | 9,5 | 11,2 | 12,3 | 13,4 | 16,4 | 20,9 |
| 15,6 °C (60 °F) | 4,6 | 6,2 | 7,8 | 9,4 | 11,1 | 12,1 | 13,3 | 16,2 | 20,7 |
| 21,1 °C (70 °F) | 4,5 | 6,2 | 7,7 | 9,2 | 11,0 | 12,0 | 13,1 | 16,0 | 20,5 |
| 26,7 °C (80 °F) | 4,4 | 6,1 | 7,6 | 9,1 | 10,8 | 11,7 | 12,9 | 15,7 | 20,2 |
| 32,2 °C (90 °F) | 4,3 | 5,9 | 7,4 | 8,9 | 10,5 | 11,5 | 12,6 | 15,4 | 19,8 |
La précision au dixième de point ne fait qu’indiquer des tendances : les valeurs réelles varient d’un ou deux points selon l’essence et l’historique de sorption. Source: Glass & Zelinka (2021), Wood Handbook FPL-GTR-282, chapitre 4, tableau 4-2. Valeurs établies principalement pour l’épicéa de Sitka ; lignes en °F telles que publiées.
Lire la table : l’humidité de l’air compte, la température à peine
Deux tendances ressortent. D’abord, l’humidité relative détermine presque tout. À environ 21 °C, le bois se situe vers 4,5 % d’humidité à 20 % HR, 9,2 % à 50 % HR et 20,5 % à 90 % HR. Ensuite, la température compte à peine dans la plage intérieure : à 50 % HR, l’humidité d’équilibre est de 9,5 % à 4 °C et de 9,1 % à 27 °C.1 C’est pourquoi l’hygromètre est l’instrument le plus utile d’un stock de bois, et pourquoi une pièce chauffée est sèche pour le bois : réchauffer l’air abaisse son humidité relative.
Voir les données
| Humidité relative | Humidité d’équilibre |
|---|---|
| 20 % | 4,5 % |
| 25 % | 5,4 % |
| 30 % | 6,2 % |
| 35 % | 6,9 % |
| 40 % | 7,7 % |
| 45 % | 8,5 % |
| 50 % | 9,2 % |
| 55 % | 10,1 % |
| 60 % | 11,0 % |
| 65 % | 12,0 % |
| 70 % | 13,1 % |
| 75 % | 14,4 % |
| 80 % | 16,0 % |
| 85 % | 17,9 % |
| 90 % | 20,5 % |
Les objectifs du meuble, autour de 8 %, correspondent à environ 40–45 % HR. Source: Glass & Zelinka (2021), Wood Handbook FPL-GTR-282, chapitre 4, tableau 4-2.
La courbe explique aussi pourquoi les objectifs du meuble se concentrent autour de 8 %. C’est l’humidité d’équilibre d’un air à environ 40–45 % HR, la plage d’un logement chauffé en hiver. Une planche à 12 % d’humidité est en équilibre avec environ 65 % HR, soit un été humide, un bâtiment non chauffé ou un parc couvert.
Pourquoi la table est un guide, pas une loi
Le FPL précise explicitement que la précision au dixième de point de sa table ne sert qu’à illustrer des tendances. Les valeurs ont été établies principalement pour l’épicéa de Sitka, un résineux, et l’humidité d’équilibre réelle varie selon les essences et entre pièces d’une même essence. Les écarts entre essences sont faibles aux humidités basses et moyennes et deviennent importants aux humidités élevées, où les bois riches en extractibles tendent à avoir une humidité d’équilibre plus basse.1
L’historique compte aussi. Un bois qui sèche jusqu’à une humidité de l’air donnée se stabilise à une humidité plus élevée qu’un bois qui reprend de l’humidité jusqu’à la même humidité de l’air. Ce phénomène s’appelle l’hystérésis de sorption. Les valeurs de la table se situent à mi-chemin entre les deux, ce qui en fait un compromis pratique lorsqu’on ne sait pas dans quel sens évolue le bois.1 En pratique, lisez la table « à un ou deux points près ».
Les sources européennes concordent étroitement. L’association allemande de l’industrie des colles (IVK) publie une table d’humidité d’équilibre à 20 °C qui donne 7,5 % à 40 % HR, 9,1 % à 50 % et 12,0 % à 65 %, à quelques dixièmes près des valeurs du FPL.5
Le climat intérieur au fil de l’année
L’humidité intérieure n’est pas fixe. En Europe centrale et orientale, elle baisse en hiver, lorsque l’air extérieur froid entre et est réchauffé, et remonte en été. Un expert allemand du bois, écrivant pour la Deutsche Handwerks Zeitung, décrit 55–60 % HR comme normal à l’intérieur en été, tandis que l’aération hivernale fait déjà descendre les pièces à 40–45 % HR, et plus bas encore si l’on aère davantage ; il avertit qu’humidifier nettement au-dessus de 50 % en hiver expose aux moisissures.6
Rapporté à la table d’humidité d’équilibre, ce cycle fait passer chaque année le bois des meubles d’environ 8 % à 11 % d’humidité. Un hiver sec et bien chauffé à 30 % HR le fait descendre vers 6 % ; un été humide à 65 % HR le fait remonter vers 12 %.1,6
On ne peut pas sécher le bois « au-delà » de ce cycle. Le mieux qu’un fabricant puisse faire est de le livrer au milieu de la plage que lui imposeront les pièces de ses clients, et de concevoir des assemblages et des panneaux qui tolèrent l’écart de part et d’autre.
De combien travaille le bois quand son humidité change
Sous le point de saturation des fibres, le bois se rétracte et gonfle différemment dans chaque direction. Le retrait tangentiel, dans le sens des cernes, vaut environ le double du retrait radial, perpendiculaire aux cernes. Le retrait longitudinal, dans le sens du fil, est faible : 0,1–0,2 % de l’état vert à l’état anhydre pour la plupart des essences, même si le bois juvénile et le bois de réaction peuvent atteindre 2 %.1
Retrait par point d’humidité : les valeurs européennes
Pour les essences européennes, l’institut bavarois de recherche forestière (LWF) publie le retrait différentiel, c’est-à-dire la variation de dimension par point d’humidité entre 5 % et 20 % d’humidité. Pour le hêtre (Fagus sylvatica), il est de 0,41 % en tangentiel et 0,20 % en radial ; pour le chêne (Quercus robur), de 0,36 % et 0,16 % ; pour le tilleul, de 0,24–0,32 % et 0,15–0,23 %.3 Pour le frêne (Fraxinus excelsior), le même institut donne 0,38 % et 0,21 %.7 D’autres compilations citent des chiffres légèrement différents : considérez la deuxième décimale avec prudence.5
Exemple chiffré : un panneau de 500 mm de 6 % à 12 %
La variation de largeur vaut largeur × coefficient × variation d’humidité. Un panneau en hêtre débité sur dosse de 500 mm de large qui passe de 6 % à 12 % d’humidité gonfle donc de 500 × 0,0041 × 6 ≈ 12,3 mm. Le même panneau en hêtre sur quartier gonfle d’environ 6 mm. Un écart saisonnier plus courant de trois points, de 8 % à 11 %, fait encore varier le panneau en hêtre sur dosse d’environ 6 mm.3
Voir les données
| Sur dosse (tangentiel) | Sur quartier (radial) | |
|---|---|---|
| Hêtre | 12,3 mm | 6,0 mm |
| Chêne | 10,8 mm | 4,8 mm |
| Frêne | 11,4 mm | 6,3 mm |
Les planches réelles sont rarement débitées parfaitement sur dosse ou sur quartier ; un panneau lamellé-collé à orientation de cernes mixte se situe entre les deux valeurs. Source: Coefficients d’après Grosser & Ehmcke (2016), LWF Wissen 78, tableau 3 (hêtre 0,41/0,20, chêne 0,36/0,16 % par % d’humidité) et Grosser (2001), LWF Wissen 34, tableau 3 (frêne 0,38/0,21). Calcul SARAL.
Le FPL applique la même méthode avec ses propres coefficients de variation dimensionnelle pour les essences américaines. Son coefficient tangentiel pour le hêtre américain, 0,00431 par point d’humidité, est presque identique à la valeur européenne. Le FPL ajoute que les planches réelles sont rarement débitées parfaitement sur dosse ou sur quartier, si bien qu’un calcul avec le coefficient tangentiel surestimera probablement la variation de largeur.2 Un panneau lamellé-collé à orientation de cernes mixte se situe entre les deux barres du graphique.
Pourquoi le débit compte
Le hêtre travaille beaucoup selon les critères européens, c’est pourquoi les panneaux et plateaux en hêtre exigent soit un climat intérieur stable, soit une construction qui leur permet de bouger. Le chêne travaille moins, et le débit sur quartier divise à peu près par deux la variation de largeur dans l’une comme l’autre essence. La manière de choisir le débit à la scie, et ce qu’il coûte en rendement, fait l’objet de notre article sur le débit sur dosse, sur quartier et sur faux quartier.
Humidité cible pour le meuble, les parquets et la menuiserie
La règle du FPL est simple : posez le bois à l’humidité qu’il aura en service. On réduit ainsi au minimum la variation saisonnière, et donc le mouvement après la pose.2 Les objectifs ci-dessous sont les valeurs de référence publiées.
| Usage | Moyenne | Pièces individuelles | Source |
|---|---|---|---|
| Ouvrages intérieurs, parquets, meubles, moulures (majorité des États-Unis) | 8 % | 6–10 % | FPL, tableau 13-2 |
| Mêmes usages, régions chauffées sèches (sud-ouest des États-Unis) | 6 % | 4–9 % | FPL, tableau 13-2 |
| Mêmes usages, régions côtières chaudes et humides | 11 % | 8–13 % | FPL, tableau 13-2 |
| Bardage, habillages extérieurs, voligeage, bois lamellé-collé | 12 % | 9–14 % | FPL, tableau 13-2 |
| Feuillus pour meubles, parquets, agencement, menuiserie intérieure (cible au séchoir) | 6–8 % | – | FPL, chap. 13 |
| La plupart des feuillus, règle empirique de séchage | 6,5–7,0 % | faible dispersion | FPL-GTR-118 |
| Bois dans les espaces habités (industrie allemande des colles) | ≈8 % | – | IVK TKH-3 |
| Moulures et parquets de bâtiments chauffés par intermittence | 12–18 % | – | FPL-GTR-118 |
| Sciages de feuillus américains exportés vers l’Europe (valeur typique à l’expédition) | 10–13 % | – | FPL-GTR-118 |
L’EN 942 (menuiseries) donne ses propres valeurs indicatives dans une annexe informative ; elles ne sont pas reproduites ici car la norme est payante. Source: Bergman (2021), Wood Handbook FPL-GTR-282, chapitre 13, tableau 13-2 et texte ; Denig, Wengert & Simpson (2000), FPL-GTR-118, chapitres 4 et 9 et tableau 1.4 ; IVK (2024), TKH-Merkblatt 3.
Meuble et ouvrages intérieurs
Pour les ouvrages intérieurs, parquets, meubles et moulures dans la plupart des États-Unis, le FPL recommande une moyenne de 8 % à la pose, les pièces individuelles se situant entre 6 % et 10 %. Dans les régions chauffées très sèches, la moyenne descend à 6 %, et dans les régions côtières humides elle monte à 11 %.2 Le bois feuillu destiné au meuble, à l’agencement et à la menuiserie intérieure est normalement séché en séchoir à 6–8 %, légèrement sous le niveau de service, car le bois reprend un peu d’humidité pendant la transformation, le transport et la pose.2 Le manuel de séchage des feuillus du FPL va plus loin : en règle empirique, la plupart des feuillus devraient être séchés à une moyenne de 6,5–7,0 % avec une faible dispersion.8 L’industrie allemande des colles retient environ 8 % pour le bois utilisé dans les espaces habités.5
Parquets et escaliers
Les parquets et les pièces d’escalier relèvent de la même catégorie intérieure. Ce qui tourne mal avec eux n’est généralement pas l’humidité à la livraison, mais ce qui se passe sur le chantier. La liste de contrôle du FPL pour les parquets finis : mesurer à l’humidimètre des pièces prises au hasard à l’arrivée, ne livrer qu’une fois maçonnerie et plâtre secs, mettre le chauffage en service d’abord, ouvrir les colis à l’intérieur du bâtiment et maintenir la maison environ 8 °C plus chaude que l’extérieur pendant environ trois jours avant la pose.2 Notre article sur les marches d’escalier en chêne massif traite du côté produit.
Menuiserie, fenêtres et ouvrages extérieurs
Le bardage, les habillages extérieurs et le bois lamellé-collé ont une moyenne recommandée de 12 % (9–14 % pour les pièces individuelles) dans la plupart des États-Unis.2 Les moulures et parquets des bâtiments chauffés seulement par intermittence devraient être séchés à 12–18 %.8 En Europe, l’EN 942 sur le bois dans les menuiseries comporte une annexe informative, « Guide relatif à l’humidité du bois dans les menuiseries », qui fixe des valeurs par condition de service, des menuiseries extérieures aux locaux chauffés en continu.9 La norme est payante : indiquez sa classe dans le contrat et demandez à votre fournisseur quelle valeur il applique.
Collage : la règle des 2 points
Les pièces collées ensemble doivent avoir presque la même humidité. Le guide de l’IVK pour les colles en dispersion (PVAc) n’admet pas plus de 2 points d’écart entre les pièces, et le FPL applique la même limite de 2 points aux lamelles d’un élément collé.2,5 Sinon, chaque lamelle travaille différemment après pressage, ce qui sollicite le joint de colle et déforme la pièce. Cela vaut pour tout panneau lamellé-collé.
Pourquoi « séché en séchoir » n’est pas une spécification d’humidité
Le séchage en séchoir fixe un point de départ, pas un état permanent. Un bois qui sort du séchoir à 8 % commence à tendre vers l’humidité d’équilibre de son lieu de stockage. Le FPL a mesuré à quelle vitesse : des feuillus séchés en séchoir à 8 % ou moins, stockés en piles pleines sous un bon toit de pile sur un parc, par temps chaud et humide, ont gagné environ 2 points par mois pendant les 45 premiers jours, puis environ 1 point par mois. Sous hangar ouvert, le rythme était d’environ 1 point par mois, et sous hangar fermé d’environ 0,3 point. Un bois sec transporté en cale de navire reprend typiquement environ 1,5 point au cours d’une traversée normale.2
Le bois importé n’est pas non plus toujours séché aux niveaux du meuble. Le manuel de séchage du FPL indique une humidité finale typique de 10–13 % pour les sciages de feuillus américains exportés vers l’Europe.8 Cela convient pour une transformation ultérieure, à condition que l’acheteur le sache et resèche ou conditionne le bois.
Les conséquences coûtent cher. Le même manuel estime qu’environ 75 % des problèmes de fabrication dans les usines de meubles et d’agencement sont probablement liés à une humidité incorrecte, et que dans presque tous les cas le bois est trop humide.8 Il souligne aussi que « 6–8 % » est ambigu : chaque pièce doit-elle se situer dans cette plage, ou seulement la moyenne ? Cela s’applique-t-il au cœur ou à toute la pièce ?8 Une bonne commande répond à ces questions.
Mesurer l’humidité : méthode par dessiccation et humidimètres
En Europe, l’humidité d’une pièce de bois scié se mesure selon les trois parties de l’EN 13183. La partie 1 est la méthode par dessiccation, la référence. La partie 2 couvre l’estimation par humidimètre électrique à résistance, et la partie 3 l’estimation par humidimètre capacitif.4 Les parties 2 et 3 sont des méthodes d’« estimation » : elles sont étalonnées sur le résultat par dessiccation et n’héritent de sa valeur de référence que si elles sont correctement employées.
La méthode par dessiccation (EN 13183-1)
Le principe est partout le même. La procédure du FPL prélève des sections complètes de 25 mm de long, à au moins 500 mm de l’extrémité de la planche, car les bouts sèchent et se réhumidifient plus vite. Chaque échantillon est pesé immédiatement, séché à 101–105 °C jusqu’à ce que sa masse ne varie plus sensiblement entre deux pesées à trois heures d’intervalle, ce qui prend 12 à 48 heures, puis pesé de nouveau.2 La méthode est lente et destructive, mais c’est celle sur laquelle on vérifie tous les humidimètres, et les conducteurs de séchoirs l’appliquent à leurs échantillons témoins.
Humidimètres à pointes (résistifs) (EN 13183-2)
Les humidimètres à pointes mesurent la conductance électrique entre deux électrodes enfoncées dans le bois. Plus le bois est humide, mieux il conduit. Quelques points pratiques du FPL :2
- Plage. Les lectures sont fiables d’environ 6 % à 30 % d’humidité. Au-delà de 30 %, elles ne sont qu’indicatives.
- Profondeur. Les pointes isolées ne mesurent qu’à leur extrémité. Dans une planche en cours de séchage, plus humide à l’intérieur, les enfoncer au cinquième ou au quart de l’épaisseur donne à peu près l’humidité moyenne de la pièce. Les pointes non isolées lisent le point le plus humide sur toute leur longueur, si bien qu’une planche mouillée par la pluie paraît plus humide qu’elle ne l’est.
- Température. Ajoutez environ 0,5 point pour chaque tranche de 5,6 °C dont le bois est plus froid que la température d’étalonnage de l’appareil, et retranchez-en autant lorsqu’il est plus chaud.
- Essence. Appliquez la correction d’essence fournie avec l’appareil.
Humidimètres capacitifs (sans pointes) (EN 13183-3)
Les humidimètres sans pointes mesurent les propriétés diélectriques du bois au moyen d’une semelle appliquée sur la surface. Ils ne laissent aucun trou et sont rapides, ce qui en fait l’outil habituel pour contrôler les parquets et les pièces finies. Leur champ est le plus intense près de la surface : la lecture est donc dominée par les couches extérieures et peut manquer un cœur humide. Ils exigent un réglage de densité ou d’essence, et leur plage fiable va d’environ 4 % à 30 %.2
Quelle est la précision d’un humidimètre, et combien de pièces mesurer ?
Correctement utilisé sur un lot de bois séché de façon homogène sous le point de saturation des fibres, la moyenne des lectures corrigées devrait se situer à un point près de la moyenne réelle.2 Une seule lecture sur une seule planche ne prouve pas grand-chose. Le FPL recommande de contrôler au moins 10 % des pièces d’un article ; si la moyenne est à un point près de la cible et que chaque pièce respecte les limites individuelles, le lot est probablement satisfaisant.2
Comment nous gérons l’humidité chez SARAL
Comment spécifier l’humidité : la liste de contrôle de l’acheteur
- Indiquez une cible et une tolérance. Par exemple « 8 % en moyenne, toutes les pièces entre 6 et 10 % », d’après les valeurs intérieures du FPL. Précisez si la tolérance s’applique à la moyenne ou à chaque pièce.
- Nommez la méthode de mesure. Échantillons par dessiccation (EN 13183-1), humidimètre résistif (EN 13183-2) ou capacitif (EN 13183-3), avec les corrections d’essence et de température appliquées.
- Interrogez sur le conditionnement. Si le bois doit être refendu ou collé, demandez si la charge de séchoir a été égalisée et conditionnée. Ces deux étapes sont expliquées dans notre article sur le séchage en séchoir.
- Vérifiez le stockage et le transport. Un stockage couvert et fermé et des colis filmés conservent l’humidité obtenue au séchoir. Les parcs à ciel ouvert, non.
- Mesurez à l’arrivée. Contrôlez au moins 10 % des pièces avant de les usiner, de les coller ou de les poser, et laissez le bois baguetté dans la pièce où il sera utilisé s’il doit s’adapter.
- Concevez en fonction de l’écart. Prévoyez une variation saisonnière de trois points ou plus dans les intérieurs chauffés. Panneaux, plateaux et marches exigent des fixations qui leur permettent de bouger.
Questions fréquentes
Quelle humidité doit avoir le bois pour le meuble ?
Pour des meubles utilisés dans des pièces chauffées, visez une moyenne d’environ 8 %, les pièces individuelles se situant entre 6 % et 10 % ; le bois feuillu pour le meuble est normalement séché en séchoir à 6–8 %.2 Dans un intérieur très sec et chauffé en continu, le bas de la plage est plus sûr.
Quelle est l’humidité d’équilibre du bois à 50 % d’humidité relative ?
À environ 20–21 °C, un bois en équilibre avec 50 % d’humidité relative a une humidité d’environ 9,2 %. À 40 %, elle est d’environ 7,7 %, et à 60 % d’environ 11 %.1 L’essence et l’historique de sorption peuvent décaler ces valeurs d’un ou deux points.
Un humidimètre sans pointes est-il précis ?
Oui, dans ses limites. Les humidimètres capacitifs lisent de façon fiable entre environ 4 % et 30 % d’humidité une fois réglés pour l’essence ou la densité, mais ils mesurent surtout les couches extérieures : un cœur humide peut donc passer inaperçu. Pour du bois en cours de séchage, un humidimètre à pointes isolées enfoncées au quart de l’épaisseur, ou un échantillon par dessiccation, en dit davantage.2
12 % d’humidité, est-ce trop pour un meuble d’intérieur ?
Pour les intérieurs chauffés, oui. Un bois à 12 % est en équilibre avec environ 65 % d’humidité relative.1 Dans une pièce qui tourne à 40–45 % en hiver, il séchera vers 8 % et se rétractera ce faisant, ouvrant assemblages et joints.1,6
