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Activité 5 – UV solaires : vieillissement des bois extérieurs ENVIRONNEMENT

Ch09 – Ondes EM | 1ère ERA-MA | ⏱ 30 min

Dernière mise à jour : 1 juin 2026

Ce que tu vas apprendre :

🤔 Avant de commencer

Pourquoi un bois exposé au soleil grise-t-il en quelques mois, même protégé de la pluie ?

Les UV du soleil cassent les molécules de lignine (le ciment naturel du bois). Les fragments produits, photosensibles, sont ensuite lavés par la pluie ou s'oxydent. Conséquence : le bois prend une teinte gris argenté en surface (oxydation de la cellulose). Effet purement esthétique au début (1-3 mm de profondeur), mais peut conduire à long terme à fissuration et fragilisation si non traité.

Situation – Sandrine, ingénieure bureau d'études bois (Pessac)

Sandrine, ingénieure chez « Bois Aquitaine 33 » à Pessac, spécifie les bardages bois pour des maisons individuelles. Son client veut un bardage mélèze brut, sans traitement, mais inquiet du vieillissement. Sandrine calcule la dose UV annuelle reçue et propose des solutions.

UV solaires sur un bardage UV-A + UV-B Bardage mélèze brut Surface grisée (1-2 mm) Zone affaiblie

📖 Vocabulaire

UV-A (315-400 nm)
Traversent le verre. Provoquent le grisaillement et le vieillissement à long terme du bois. Constituent ~ 95 % des UV reçus.
UV-B (280-315 nm)
Plus énergétiques. Cassent fortement la lignine. Bloqués par le verre. 5 % des UV reçus.
Photodégradation
Décomposition d'un matériau par absorption d'UV. Pour le bois : oxydation lignine + cellulose en surface.

Document 1 — Données ensoleillement Pessac

Problématique : Quelle dose UV annuelle, et quelles options pour prolonger la durée de vie ?

Q1 APP

Calculer la fréquence d'un UV-A à λ = 350 nm.

f = c / λ = 3 × 10⁸ / (350 × 10⁻⁹) ≈ 8,57 × 10¹⁴ Hz.

Très haute fréquence (PHz). Au-dessus du visible (4-7 × 10¹⁴ Hz). Énergie photon élevée → potentiel destructif.

Q2 REA

Énergie UV annuelle sur 1 m² de façade Sud (47 kWh/m²/an). Convertir en J.

E = 47 × 3,6 × 10⁶ = 1,69 × 10⁸ J/m²/an = 169 MJ/m²/an d'UV.

Énorme. Sur 15 ans : 2,5 GJ/m². D'où la dégradation visible.

Q3 ANA

Si le client applique une lasure UV 1× tous les 4 ans (coût 8 €/m²), durée de vie passe à 30 ans. Coût total sur 30 ans pour 60 m² de façade ?

Lasure tous les 4 ans = 8 applications sur 30 ans.

Coût lasure : 8 × 8 × 60 = 3 840 € sur 30 ans = 128 €/an.

Comparer à 1 changement de bardage (sans entretien) : ≈ 80 €/m² × 60 = 4 800 € à 15 ans. Sur 30 ans : 2 changements + main d'œuvre = ≈ 12 000 €. Lasure 3× moins chère sur la durée.

Q4 ANA

Si Sandrine recommande un bois autoclave classe 4 (durée de vie 35 ans sans entretien), coût initial +20 €/m². Justifier ?

Surcoût initial : 20 × 60 = 1 200 € (vs mélèze brut).

Économie sur 30 ans : pas de lasure (3 840 €) + pas de changement (4 800 €) = 8 640 €.

Bénéfice net : 7 440 € en faveur de l'autoclave classe 4.

Inconvénient : aspect verdâtre/teinté (peut être peint) + traitement chimique (cuivre, bore) qui dérange les clients « 100 % naturel ».

Q5 ANA

Autres essences naturellement durables sans traitement (option client écolo) ?

  • Mélèze européen : 30-40 ans en façade Sud, grisaille naturelle. Origine France/Alpes/Pyrénées.
  • Douglas : 35-50 ans. Bois local résineux, durable classe 3.
  • Châtaignier : 50-80 ans. Tanins protecteurs naturels. Origine France/Limousin.
  • Robinier (acacia) : 60-100 ans (équivalent teck européen). Très dense.
  • Western Red Cedar (Canada) : 40-60 ans. Bois importé donc bilan CO₂ moins bon.

Toutes grisaillent en surface mais conservent leur résistance mécanique sur la durée.

Q6 ANA

Le client préfère le mélèze brut sans traitement. Sandrine accepte mais doit prévenir des conséquences esthétiques.

Conséquences à expliquer :

  • 2-3 ans : grisaillement irrégulier, en commençant par les zones les plus exposées (Sud, Ouest).
  • 5-8 ans : aspect « bois argenté » uniforme. Esthétique appréciée par certains, refusée par d'autres.
  • 15-20 ans : début de fissuration. Lames les plus exposées à remplacer.
  • 30+ ans : changement complet ou rénovation.

Engagement écrit du client souhaitable pour éviter les litiges. Photo de référence d'un mélèze grisé.

Q7 VAL

Quel argumentaire commercial Sandrine peut-elle utiliser pour le « grisé naturel » ?

Tendance design actuelle :

  • Architecture nordique et scandinave intègre le grisé naturel comme esthétique (cf. constructions Norvège, Suède).
  • Zéro entretien : pas de produits chimiques, pas de main d'œuvre, harmonie environnement.
  • Bilan CO₂ optimal : pas de produits pétrochimiques (lasure).
  • Patine vivante : la façade change avec les saisons, donne du caractère.

Inconvénient pour vente immobilière : la perception des acquéreurs varie. À évaluer selon le marché local.

Q8 COM

Note de Sandrine au client (4 lignes).

Bardage mélèze brut sans traitement — Sandrine (Bois Aquitaine 33)
• Dose UV reçue : 47 kWh/m²/an sur façade Sud. Grisaillement inévitable dès 2-3 ans.
• Durée de vie 25-30 ans sans entretien. Coupe entretien lasure = aspect argenté pérenne.
• Alternative pro : lasure UV tous 4 ans (3 800 €/30 ans) → préserve la teinte miel d'origine.
• Décision client à formaliser. Notre garantie tient sur la structure (35 ans), pas sur l'esthétique.

✅ Auto-évaluation

Bonus — Pourquoi les bois résineux et feuillus dégrisent-ils différemment ?

Les résineux (épicéa, sapin, mélèze, douglas) contiennent des résines qui leur donnent une teinte miel-rouge initiale. Les UV cassent ces résines + la lignine → grisaillement rapide et uniforme.

Les feuillus (chêne, châtaignier, hêtre) contiennent moins de résines mais plus de tanins. Les UV cassent moins facilement les tanins → grisaillement plus lent (3-5 ans), plus tacheté. Le chêne « patine » et devient sombre avec le temps (oxydation des tanins), pas argenté.

D'où des cinétiques esthétiques différentes selon l'essence. À choisir selon le rendu visé.

À retenir

📚 §3 (Spectre EM) + §5 (Applications) de la leçon Ch09.