TPE: Pourquoi le bois de chêne était-il particulièrement utilisé dans la construction navale des coques de bateaux?

Pour construire certaines pièces des coques de bateaux, des morceaux de bois de grosses dimensions et très solides étaient nécessaires. Cependant, un grand nombre de ces derniers n'étaient pas droits. C'est le cas par exemple des couples. En effet celles-ci, en forme de "u", vont devoir supporter les bordés, mais également les différents ponts. Il fallait donc trouver des arbres dont l'architecture était déja adaptée aux formes voulues pour les futurs pièces.  Nous cherchons ici à comprendre pourquoi il fallait passer tant de temps à choisir les bons arbres pour réaliser certaines pièces.

 

Hypothèse:

Le fil du bois doit suivre la forme de la pièce pour que celle-ci soit solide.

 

Protocole:

-choisir une buche de chêne dont les fibres ne sont pas droites et une bûche dont les fibres sont droites.

-découper dans la bûche aux fibres courbées une baguette dont la courbure suit celle des fibres d'une épaisseur de 0,5 cm (baguette 1).

-fabriquer à partir de la deuxième bûche de chêne une planchette de 0,5 cm d'épaisseur.

-découper, dans cette planchette une baguette dont la forme est identique à la baguette 1 mais dont les fibres ne suivent pas la courbe (baguette 2).

-Poser les deux extrémitées de la baguette 1 sur deux supports et suspendre à la baguette un récipient pesé au préalable.

-Remplir petit à petit le récipient d'eau jusqu'à ce que la baguette casse.

-Répéter la même opération avec la baguette 2.

 

 

Materiel:

-hachette, ciseaux à bois, maillet, couteau

-récipient de grande dimension (plus de 10 litres)

 

Observations:

 

Nous avons réalisé cette expérience deux fois afin de rendre ce résultat plus significatif.

 

Expérience 1:

-la baguette 1 a cédé sous une contrainte de 15 kg

-la baguette 2 a cédé sous une contrainte de 7 kg

 

Expérience 2 (protocole identique avec des baguettes plus petites):

-la baguette 1 a cédé sous une contrainte de 9 kg

-la baguette 2 a cédé sous une contrainte de 6 kg

 

Nous avons également constaté que les baguettes 2 se cassaient net alors que les baguettes 1 cédaient progressivement.

 

Interprétation et explication:

 

         Ainsi, les baguettes 1 sont plus solides que les baguettes 2. Elles ont donc les caractéristiques (flexibilité et solidité) nécessaires pour des pièces maitresses telles que les couples.

 

        De plus, ces baguettes étaient coupées dans le sens du fil du bois. Or, les fibres sont des cellules très allongés rangés longitudinalement, dans le sens de l’axe de l’arbre. Leurs tailles va jusqu’à 2,5 mm de long (diamètre compris entre 20 et 40 µm).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

Ces fibres sont extrêmement solides, alors que la force qui les relit entre elles l'est beaucoup moins. Ainsi, pour qu'une pièce en bois soit résistante, elle doit suivre le fil du bois (sens des fibres et des vaisseaux).

 

 

 

Conclusion

 

         Le chêne présente dans ce domaine un avantage significatif sur les autres bois. En effet, les formes de ces arbres sont extrêmement variées et les arbres âgés ont un volume important. Il est donc plus facile d’obtenir des pièces équarries de grandes tailles pour la réalisation des pièces maîtresses. Les autres types d’arbres n’offrent pas cette variabilité de formes complexes et favorables au choix des futures pièces.

 

 

Exemples de pièces de bois de forme variées prises dans les arbres et servant dans la construction des coques: