L'acier jouit d'une solide réputation de robustesse. Le simple évocation de son nom évoque des images de puissance, de longévité et de résistance. Pourtant, le concept même de « résistance » reste insaisissable : un matériau peut très bien encaisser des chocs soudains, comme un tir de carabine, tout en se dégradant rapidement sous une contrainte constante et prolongée.
L'expérience « Portland »
En 2000, la Portland Cement Association (Association du ciment Portland) a financé une étude menée par l'ingénieur Armin B. Mehrabi. Il s'agissait d'une série de tests de contrainte destinés à déterminer les capacités respectives de différentes structures de soutien pour des murs en béton soumis à un séisme. Le bois et l'acier n'y figuraient que comme variables de contrôle. Verdict : le bois s'est révélé légèrement supérieur à l'acier en matière de résistance à la fatigue et aux contraintes simulant un tremblement de terre. Les essences testées étaient un mélange de pin et de sapin, des bois pourtant bien moins résistants que l'érable ou le chêne.
Dommages sous pression
L'expérience « Portland » a établi que les structures de soutien en bois subissaient leurs premiers dommages majeurs à 3 500 livres de force (environ 1 590 kg), soit exactement le même seuil que pour l'acier. À ce stade, le déplacement structurel mesuré était de 0,51 pouce pour le bois, contre 0,54 pouce pour l'acier. Autrement dit, à charge égale, l'acier présentait des dégâts légèrement plus importants que le bois.
La durabilité du bois
Avec le temps, le bois a surpassé l'acier, tandis que ce dernier conservait l'avantage dans certaines situations de choc violent. La résistance maximale du bois à la pression sismique artificielle appliquée a atteint 4 583 livres (environ 2 080 kg) avant rupture, contre seulement 4 004 livres (environ 1 815 kg) pour l'acier. Cette expérience a ainsi démontré qu'une combinaison simple de pin et de sapin pouvait être plus durable que l'acier. Point important : comme la Portland Cement Association n'avait aucun intérêt financier particulier dans l'un ou l'autre matériau — elle ne se préoccupait que de son propre béton —, cette étude mérite d'être prise au sérieux.
Usure structurelle
« Renovo Bikes », un fabricant californien de bicyclettes, soutient quant à lui que le bois est largement supérieur à l'acier pour la construction de cadres de vélos : il serait plus durable et plus fiable. En effet, le bois absorbe mieux les vibrations, ce qui lui permet de supporter des contraintes répétées sans se fissurer ni s'user prématurément. Comme l'a démontré l'étude « Portland », le bois tolère bien mieux que l'acier les efforts à long terme. Plus rigide et plus cassant, l'acier constitue un choix peu judicieux pour les structures appelées à porter de lourdes charges pendant de longues périodes.
Le bois et l'acier possèdent en revanche la même rigidité, c'est-à-dire la même capacité à fléchir avant de montrer des signes d'usure. Mais le bois excelle dans les structures soumises à des contraintes constantes et régulières, comme une maison. À l'inverse, lorsque les efforts sont concentrés et brutaux, comme pour une batte de baseball, l'acier prend l'avantage : frappée à grande vitesse contre une balle, une batte en bois risque davantage de se fissurer ou de se briser qu'une batte en acier. En résumé, chaque matériau a son domaine d'excellence : le bois pour l'endurance, l'acier pour l'impact.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/building-materials-supplies/1007116097.html