La mesure des propriétés
- Masse volumique (EN 323)
- Tolérance en épaisseur (EN324-1)
- Résistance à la traction perpendiculaire (EN319)
- Résistance à l’arrachement des vis (EN320)
- Résistance à la flexion et module d’élasticité (EN310)
- Gonflement en épaisseur (EN317)
- Essai cyclique en milieu humide (EN321)
- Essai d’ébullition (EN 1087-1)
- Stabilité dimensionnelle ( EN 318)
- Teneur en silice (ISO 3340)
- Absorption de surface (EN382)
- Mesure du formaldéhyde
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Masse (g) x 10 6 |
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Masse volumique (kg/m3) = |
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Longueur (mm) x largeur (mm) x épaisseur (mm) |
Bien que figurant très souvent sur les documents des fabricants de panneaux, la masse volumique n’est pas nécessairement un critère de performance fiable. C’est pour cette raison que cette grandeur n’est pas spécifiée dans la norme EN 622-1. Cependant, pour un même type de panneau, les panneaux de masse volumique nettement plus élevée peuvent normalement être considérés comme plus résistants. Les fabricants contrôlent la masse volumique moyenne et le profil de densité, en utilisant un appareil complexe à rayonnement électronique. La norme EN 622-1 comporte une limite de ±7% de variation de la masse volumique dans un même panneau.
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Tolérance en épaisseur (EN324-1)
Les chaînes de fabrication de meubles hautement automatisées ne peuvent travailler avec succès que sur des panneaux présentant des propriétés strictement maîtrisées. Ces chaînes comportant rarement un dispositif de ponçage, il est souhaitable que l’épaisseur des panneaux soit soumise à une étroite tolérance. Les fabricants disposent d’un contrôle complet du calibrage de épaisseur en usine et peuvent aisément se conformer à ces exigences, mais toute variation significative de la teneur en humidité durant le transport ou le stockage peut avoir des effets négatifs sur la tolérance en épaisseur des panneaux à leur arrivée chez l’utilisateur. Il est donc recommandé de veiller à maintenir des conditions de stockage correctes à tous les stades de la chaîne d’approvisionnement. Une faible tolérance en épaisseur s’impose particulièrement pour les panneaux MDF utilisés pour le placage de bois ou de papier mélaminé, ainsi que pour les finitions dans les machines à rouleaux et les presses à membranes.
La norme EN 622-1 prévoit une tolérance en épaisseur de ±0.2 mm pour les panneaux jusqu’à 19 mm et ±0.3 mm pour les panneaux plus épais. |
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Résistance à la traction perpendiculaire (EN319)
La résistance à la traction perpendiculaire à la face des panneaux, souvent appelée cohésion interne, fournit des indications sur la résistance du panneau à la délamination ou au fendage. Pour mesurer cette propriété, on fixe un bloc de métal ou de bois sur chacune des faces d’une éprouvette de 50 x 50 mm découpée dans un panneau. L’éprouvette ainsi préparée est ensuite soumise à la traction d’une machine d’essai, jusqu’à ce qu’elle se sépare en deux morceaux. La résistance à la traction est la contrainte, exprimée en N/mm², nécessaire pour provoquer la rupture de l’éprouvette, la ligne de séparation étant généralement située vers le milieu de l’éprouvette.
Cet essai, qui caractérise peut être plus que tout autre le panneau MDF pour usages internes, est très utilisé dans les contrôles de la qualité. Une forte cohésion interne est une propriété importante pour l’emploi du MDF dans l’ameublement et l’agencement, mais aussi dans les applications comportant une fixation dans les chants et un assemblage de panneaux au moyen de fixations mécaniques. |
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Résistance à l’arrachement des vis (EN320)
La résistance à l’arrachement des vis dans les faces et les chants est une propriété importante des panneaux dérivés du bois utilisés pour la fabrication de meubles de cuisine et de meubles meublants. Avec les panneaux MDF, de nombreux types de vis de dimensions différentes peuvent être utilisées, mais pour la mesure de la résistance minimale à l’arrachement des vis, la norme EN 320 retient la vis de jauge n°8 de la norme ISO 1478/1983, de longueur 38 mm, diamètre 4,2 mm, tige parallèle avec deux filets et un pas de 1,4 mm. Ces vis sont enfoncées à une profondeur de 15 mm dans un trou pré-percé dans la face ou les deux chants d’une éprouvette de MDF. La résistance à l’arrachement axiale de ces vis est mesurée au moyen d’une machine d’essais de traction. |
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Si le diamètre et la profondeur d’enfoncement des vis jouent un rôle important sur la résistance à l’arrachement mesurée dans les panneaux MDF, de légères différences dans la forme des filets entre les vis pour panneau de particules du commerce ne devraient pas avoir de répercussions sur la résistance à l’arrachement. Cependant, certaines vis brevetées présentent des avantages pour la production, comme par exemple une pénétration plus aisée.
La résistance à l’arrachement des vis est de 1000 N dans les faces et 700 à 950 N dans les chants pour satisfaire les exigences des fabricants de meubles et d’agencements.
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Résistance à la flexion et module d’élasticité (EN310)
La flèche d’une étagère ou de tout autre plan travaillant sous une charge est déterminée par la contrainte appliquée, les dimensions de l’étagère et le module d’élasticité du matériau utilisé pour sa réalisation. Les fabricants de meubles utilisent le module d’élasticité spécifié pour le panneau MDF comme base de calcul de la flèche probable des étagères et autres plans horizontaux porteurs de charges. La résistance à la flexion intéresse plutôt les architectes et les utilisateurs de panneaux MDF comme matériau de construction, dans d’éventuelles applications structurelles. |
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Ces deux propriété sont mesurées en plaçant une éprouvette de 50 mm de largeurs sur deux cylindres parallèles placés à une distance correspondent à 20 fois l’épaisseur du panneau. Un troisième cylindre applique une charge croissante à égale distance entre les points d’appui. Le module d’élasticité est calculé à partir de la flèche mesurée lorsque la contrainte atteint approximativement le tiers de la contrainte de rupture.
La résistance à la flexion est calculée à partir de la contrainte de rupture. La norme EN 622-5 définit des classes de MDF présentant des niveaux élevés de résistance à la flexion et de module d’élasticité, pour des applications travaillantes en milieu sec ou humide.
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Gonflement en épaisseur (EN317)
Les panneaux résistants à l’humidité, spécialement conçus pour une application en milieu humide, présentent un plus faible gonflement en épaisseur que les panneaux standard. |
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Essai cyclique en milieu humide (EN321)
Chaque cycle comprend
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A l’issue de ces trois cycles, le gonflement en épaisseur des éprouvettes et la résistance à la traction sont mesurés et les résultats sont comparés aux exigences.
L’essai d’ébullition peut être utilisé pour évaluer les performances de certains types de panneaux MDF résistants à l’humidité ou de qualité extérieure exposés à des conditions de forte humidité relative ou à une aspersion d’eau intermittente. Pour ce test, des éprouvettes de 50 x 50 mm sont portées à ébullition dans de l’eau durant deux heures, puis soumises à des mesures de résistance à la traction perpendiculaire aux faces.
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Stabilité dimensionnelle (EN 318) |
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La limite inférieure, soit 35% d’humidité relative correspondant à une teneur en humidité d’équilibre du panneau MDF de 6 % environ, représente des conditions d’emploi en atmosphère sèche dans des climats chauds ou dans des constructions avec chauffage central. La limite supérieure, soit 85 % d’humidité relative correspondant à une teneur en humidité du MDF de 13 % environ, représente des conditions de stockage dans un hangar humide, ou de mise en oeuvre des panneaux dans un bâtiment neuf avant évaporation de l’humidité des matériaux de construction.
La durée de vie des lames de scie, outils de profilage et fraises utilisés sur tout panneau à base de bois dépend, entre autres, de la présence de particules abrasives dans les panneaux. Les panneaux MDF sont généralement soumis à un usinage intensif, aussi pour tirer parti de leur bonne aptitude à cet égard, les panneaux doivent avoir une faible teneur en silice.
La teneur en silice des panneaux MDF est mesurée en provoquant la combustion d’un échantillon pesé, puis en lavant la cendre ainsi obtenue dans l’acide pour dissoudre tous les sels chimiques. Le résidu non combustible, non soluble dans l’acide, est constitué de petites particules abrasives réduisant la durée de vie des outils. Les fabricants de panneaux MDF qui emploient des bois ronds généralement écorcés et assurent les opérations de tamisage ou de lavage, peuvent aisément garantir que la teneur en silice de leurs panneaux reste inférieure à la limite de 0,05 %.
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Absorption de surface (EN382) |
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Mesure du formaldéhyde
Il existe plusieurs méthodes de mesure de la quantité de formaldéhyde que les panneaux à base de bois contiennent ou dégagent. Ces méthodes se classent en trois groupes.
A. Essais en grande chambre (EN 717-1).
Ces essais consistent à faire passer de l’air propre, sans formaldéhyde, à température (23°C) et humidité (45 % H.R) contrôlées dans une chambre d’essai contenant des panneaux dont la surface totale est déterminée en fonction du volume de la chambre qui peut varier de 12 à environ 40 m3. La concentration de formaldéhyde dans l’air est alors mesurée à intervalles réguliers jusqu’à ce qu’une concentration d’équilibre soit atteinte, c'est-à-dire lorsque la quantité de formaldéhyde émise par les panneaux est égale à la quantité de formaldéhyde prélevée dans la chambre selon un rythme de renouvellement de l’air défini. Cette concentration d’équilibre, mesurée en parties par millions (ppm) est employée pour définir les caractéristiques du dégagement de formaldéhyde du panneau testé.
Les dimensions importantes de la chambre d’essai et le temps nécessaire pour atteindre une concentration d’équilibre rendent ce type de test inapplicable dans le cadre d’un contrôle de qualité interne en usine. En outre les valeurs obtenues avec les panneaux surfacés ou revêtus sont discutables.
B. Essais en petites cellules d’émission (EN 717-1, EN 717-2 et EN 717-3).
Plusieurs essais à petite échelle sont utilisés dans différents pays pour mesurer la quantité de formaldéhyde émise par les surfaces et les chants d’éprouvettes placées dans des chambres de faible volume. Certains de ces tests mesurent la concentration d’équilibre de formaldéhyde en parties par millions (ppm), sur le même principe que les grandes chambres. D’autres mesurent la quantité totale de formaldéhyde émis dans un flux d’air contrôlé, le résultat étant exprimé comme une véritable valeur d’émission par unité de surface de l’éprouvette (mg/m²/h). Un troisième type d’essai consiste à suspendre l’éprouvette au dessus d’un récipient contenant de l’eau dans une enceinte étanche sans renouvellement d’air. La quantité de formaldéhyde émise par l’éprouvette et absorbée par l’eau pendant une durée déterminée est mesurée. Connaissant l’action de l’humidité qui augmente significativement le taux d’émission de formaldéhyde des panneaux, cette méthode est considérée comme relativement limitée.
Certaines de ces méthodes d’essais sont employées à des fins de certification et de contrôle de qualité, mais la plupart de fabricants de MDF appliquent désormais la méthode européenne normalisée, EN 120, qui mesure la quantité totale de formaldéhyde extractible, au lieu de mesurer le dégagement dans des conditions déterminées.
C. Mesure de la teneur en formaldéhyde (EN 120)
La teneur totale en formaldéhyde extractible contenue dans les panneaux à base de bois, y compris le MDF, est mesurée par la méthode du perforateur, selon la norme EN 120, largement utilisée dans toute l’Europe. Cet essai consiste à faire bouillir dans du toluène environ 500 g de panneau découpé en petits morceaux dans un dispositif de laboratoire spécial en verrerie. Le toluène absorbe le formaldéhyde contenu dans les morceaux de panneau. Il est lavé dans de l’eau. La quantité de formaldéhyde contenue alors en solution dans l’eau est analysée par titrage chimique utilisant une méthode colorimétrique. Le résultat est exprimé en milligrammes de formaldéhyde pour 100 g de panneau sec (mg/100g).
La méthode du perforateur est largement employée dans le cadre des contrôles internes des fabricants de panneaux, ainsi que par les organismes d’essais délivrant des certificats de qualité.
Selon la norme EN 622-1, il existe deux classes de valeur de formaldéhyde, la classe E1 correspond à moins de 8mg/100g de panneau sec et la classe E2 va de 8 à 30 mg/100g.