Vis pour bois : un guide des facteurs de risque

Lors de la conception et de la réalisation d’une structure en bois, le choix des vis peut faire toute la différence entre un élément destiné à durer des dizaines d’années et un élément destiné à se dégrader rapidement. L’humidité, la présence de chlorures, la pollution atmosphérique et la composition chimique du bois sont des variables qui déterminent l’exposition des vis à la corrosion. Si ces variables sont ignorées, elles peuvent affecter la stabilité globale d’un ouvrage et augmenter de façon importante les frais d’entretien.

Les vis pour bois entrent en contact direct avec des facteurs environnementaux et chimiques qui, lorsqu’ils sont particulièrement agressifs, peuvent entrainer des processus de corrosion déjà visibles au bout de quelques semaines. Il est donc fondamental de connaitre les classes de service (qui décrivent les conditions thermiques et hygrométriques d’utilisation) et les classes de corrosivité (atmosphérique et du bois) afin d’identifier les matériaux et revêtements les mieux adaptés.

Vous trouverez ci-dessous une vue d’ensemble des principaux facteurs de risque, ainsi que des indications sur les bois et les aciers les plus courants, de façon à choisir de façon informée les bonnes vis pour bois.

Corrosion des vis pour bois : description et facteurs déclencheurs

La corrosion est un processus de dégradation du métal, qui se manifeste quand les métaux composant les vis sont exposés à de l’humidité et à des substances chimiques présentes dans l’environnement ou dans le bois. Les principaux facteurs accélérant la corrosion sont :

• l’humidité relative : plus l’environnement est humide, plus le processus de corrosion s’accélère ;

• les chlorures : typiques des zones côtières et des lieux où sont utilisés des sels antigel, ils favorisent les processus de corrosion localisée ;

• les polluants atmosphériques : des substances telles que l’anhydride sulfureux ou l’oxyde d’azote présentes dans des contextes très urbanisés comme les mégalopoles ou à proximité d’industries lourdes, sont susceptibles d’accélérer considérablement la corrosion.

• Les caractéristiques chimiques du bois : un pH acide ou des traitements thermiques et/ou chimiques (comme ceux à base de cuivre ou encore les retardateurs de flamme) ont une influence importante sur l’oxydation de la vis.

Le fait de ne considérer que ce qu’il se passe pour la partie exposée du métal, sans prendre en compte ce qu’il se produit à l’intérieur du bois (et vice versa), peut amener à des évaluations insuffisantes et risquées. C’est pourquoi, avant de sélectionner les vis pour bois, il est essentiel de comprendre dans quel type d’environnement et de substrat elles seront installées.

Classes de service et classes de corrosivité atmosphérique et du bois

La norme de référence (EN 14592:2022) divise les conditions d’exposition en classes de service et en classes de corrosivité afin d’orienter les choix des concepteurs et des constructeurs.

Classes de service

Les classes de service (SC1, SC2, SC3, SC4) décrivent le contenu en humidité du bois, en fonction des conditions thermiques et hygrométriques de l’environnement :

• SC1 : éléments dans des environnements intérieurs, avec des taux d’humidité faibles et relativement stables. L’humidité oscille très peu ;

• SC2 : éléments dans des zones partiellement couvertes et exposées à une humidité modérée. C’est le cas des porches ou des toitures qui ne sont pas complètement isolés et où le bois peut occasionnellement absorber de l’humidité ;

• SC3 : éléments exposés à l’extérieur ou dans des contextes avec une forte présence d’humidité. Les variations thermiques et hygrométriques sont importantes et le contenu en eau du bois atteint des niveaux élevés.

Les normes des États-Unis (NDS) et du Canada (CSA:O86) définissent de façon analogue les conditions d’exposition à l’humidité, en utilisant les catégories suivantes, comparables aux classes de service :

• DRY conditions : correspond aux classes SC1 et SC2, avec des taux d’humidité pouvant atteindre 19 % ;

• WET conditions : correspond aux classes SC3 et SC4, avec des taux d’humidité dépassant 19 %.

Le fait de connaitre la classe de service aide à estimer à quel point le bois s’imbibe d’eau au fil du temps. Plus le contenu en humidité dans le matériau augmente, plus les vis pour bois sont attaquées par la corrosion.

Classes de corrosivité atmosphérique

La norme EN ISO 9223 divise le niveau de corrosivité atmosphérique en cinq catégories, de C1 (très faible) à C5 (très élevée). Ces catégories tiennent compte de :

• la pollution : présence d’agents nocifs dans l’air (comme le dioxyde de soufre ou les chlorures).

• l’humidité : fréquence et durée de phénomènes tels que la pluie, le brouillard, la condensation.

Par exemple, un environnement C5 est typique des zones côtières ou proches d’industries lourdes, où la salinité et les fumées chimiques accélèrent la corrosion des vis pour bois. Dans une situation C1 (par exemple dans un local couvert bien protégé) les risques de corrosions sont minimes et il est possible d’adopter des vis avec des revêtements moins résistants.

Classes de corrosivité du bois

La norme EN 14592:2022 divise elle aussi le niveau de corrosivité du bois en cinq catégories, de T1 (très faible) à T5 (très élevée).

La classe de corrosivité du bois est liée :

• à l’acidité en fonction de l’essence : les différents bois contiennent une quantité d’acide acétique plus ou moins élevée. Cet acide agit tel un agent corrosif pour les métaux qui le pénètrent. La quantité d’acide acétique détermine le pH de l’essence de bois. Plus le pH est bas, plus l’essence de bois est agressive ;

• aux traitements thermiques et chimiques : les agents d’imprégnation, les retardateurs de flammes, les sels de cuivre et les chlorures altèrent la réactivité du bois au contact avec le métal ;

• à l’humidité interne du bois : un taux élevé d’humidité favorise la propagation de substances corrosives jusqu’à la surface de la vis et la réaction électrochimique typique de la corrosion.

En pratique, l’évaluation complète de la classe de service, de la classe de corrosivité atmosphérique et de la classe de corrosivité du bois permet de définir le cadre des conditions auxquelles les vis pour bois seront soumises.

Les essences de bois : le rôle des tanins et du pH dans le choix des vis pour bois

Tous les bois ne réagissent pas de la même manière avec le métal. Certaines essences, comme le chêne, présentent des niveaux élevés de tanins, qui peuvent former une patine protectrice sur la vis. Toutefois, si ce même bois de chêne a un pH particulièrement acide (inférieur à 4) ou s’il est utilisé dans des environnements humides, il peut favoriser des réactions corrosives. Voici deux exemples.

Le chêne :

• très tannique, ce qui peut réduire localement la vitesse de corrosion ;

• dans des conditions d’humidité élevées (SC3 ou WET), son acidité accélère la corrosion.

Le sapin :

• faible teneur en tanins ;

• moins agressif du point de vue du pH, donc beaucoup moins agressif dans des environnements humides.

Bien que l’on ait souvent tendance à associer les tanins à la corrosion parce que de nombreux bois tanniques sont également acides (pH < 4), le facteur le plus important à considérer dans le processus de corrosion à l’intérieur du bois est la classe de corrosivité (T) liée au pH et à l’humidité.

L’évaluation de l’essence de bois, de son pH et, le cas échéant, de son traitement (avec des chlorures ou des sels de cuivre) est donc un passage fondamental pour choisir correctement les vis pour bois. Dans des contextes très acides, les aciers inoxydables à haute résistance à la corrosion (tel que l’AISI 316) représentent sans doute la solution la plus fiable.

Campagne expérimentale : ce qu’il arrive aux vis pour bois, dans les différents environnements corrosifs

Une façon concrète pour comprendre l’effet de l’environnement sur la corrosion, c’est de faire des essais en situation réelle. Notre laboratoire de R&D a conduit une campagne expérimentale sur environ 350 configurations de vis pour bois exposées à différentes conditions pendant un an.

Conditions de l’expérience

• Matériaux testés : 6 types de vis, allant de l’acier au carbone zingué aux différents degrés d’acier inox.

Conditions :

• bois : chêne ;

• classe de service : SC3 ;

• classe de corrosivité atmosphérique : C2 (agressivité faible, mais non négligeable) ;

• classe de corrosivité du bois : T4 (tendance à la corrosion élevée à cause de l’acidité du bois).

Résultats

Au bout d’un mois :

• les vis électrozinguées ont commencé à présenter des tanins à la surface, surtout au niveau des filets ;

• les vis en acier inox (AISI 410) ne montrent aucun signe d’oxydation.

Au bout de 10 mois :

• les vis électrozinguées montrent des signes évidents de rouille rouge sur la surface ;

• les vis en acier inoxydable (AISI 410) montrent des signes de tanins, mais aucune présence de rouille.

Ce test démontre combien les conditions d’installation et le type de bois sont déterminants. Même un revêtement pensé pour une certaine exposition est susceptible de ne pas être suffisant, si la corrosivité cumulée (corrosivité de l’atmosphère + celle du bois) est plus importante que prévu.

Aciers et revêtements des vis pour bois : lesquels choisir pour être surs de ne pas se tromper

Les professionnels travaillant dans le secteur du bâtiment savent bien qu’il n’existe pas une vis universelle. Chaque contexte requiert un matériau et un revêtement spécifique. En général, les vis pour bois sont divisées en deux grandes familles : les aciers au carbone avec revêtement (galvanisation ou traitements avancés) et les aciers inoxydables.

Aciers au carbone avec revêtement :

• Ils représentent souvent la solution la plus économique, tout en apportant des prestations mécaniques élevées.

• Ils offrent une protection variable, en fonction du type de revêtement : on va du simple électrozingage au revêtement C4 EVO ou C5 EVO, conçus pour des environnements très agressifs. Le revêtement C4 EVO est prévu pour offrir de hautes performances dans des conditions atmosphériques agressives. En présence d’un bois agressif, il est nécessaire de recourir à l’acier inoxydable.

• Ils requièrent une analyse détaillée des conditions réelles, car dans des environnements humides et riches en substances nocives, ils pourraient se corroder.

Aciers inoxydables :

• HRC : il garantit la plus haute résistance à la corrosion, y compris en présence de chlorures et d’agents polluants. C’est le choix conseillé dans les cas les plus extrêmes, comme les piscines couvertes.

• AISI 316 (A4) : conseillé dans des contextes marins ou industriels, où la vis est exposée à des sels, à des agents polluants et aux bois les plus agressifs (T5).

• AISI 304 (A2) : une solution économique valable pour des situations exigeantes, mais moins astreignantes que celles citées ci-dessus. Haute résistance aux bois acides (T4).

• AISI 410 : acier martensitique avec de bonnes caractéristiques mécaniques et une assez bonne résistance à la corrosion (loin de toute source de chlorures). Un compromis idéal entre robustesse et durabilité. D’après des tests préliminaires, il offre une bonne résistance dans des bois acides (T4).

Le graphique Rothoblaas pour le choix du revêtement et la leçon vidéo dédiée : deux outils indispensables.

Vu le nombre de variables et de facteurs d’influence pouvant déclencher ou empirer les processus de corrosion, nous avons créé un schéma facile à consulter. Celui-ci montre l’évaluation du comportement à la corrosion des matériaux et des revêtements en fonction de la classe de corrosivité de l’atmosphère et de la classe de corrosivité du bois (selon EN 14592:2022 et EN 1993-1-4:2014). Ce graphique est consultable ici et dans le Smartbook vissage.

Le caractère complexe de ce thème nous oblige à tester constamment nos produits et à continuer à investir dans la recherche et le développement, afin de proposer des solutions de plus en plus performantes. Il nous pousse également à fournir aux professionnels du secteur tous les outils pour comprendre au mieux quand et comment utiliser les vis Rothoblaas.

C’est pourquoi nous avons également réalisé une leçon vidéo qui explique de façon plus détaillée certains sujets abordés dans cet article, et qui présente une série d’idées et de données supplémentaires pour mieux comprendre ce thème.

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