l'hygrométrie et son impact
Posté : sam. 1 févr. 2014 14:02
J'ouvre un petit sujet sur un point crucial de la lutherie en bois massif, l'impact des variations du taux d'humidité ambiant sur la fabrications d'un instrument.
Ci-dessous un document que j'avais fait à destination des stagiaires d'un stage de guitare manouche, ceci expliquant qu'il y est plusieurs fois fait mention des guitare du style en question, mais c'est bien évidemment la même chose pour des guitares folks ou classiques.
Quelques informations sur le comportement du bois face aux variations climatiques, son impact sur les guitares et les précautions à prendre.
Préalable : le bois dont il sera question est considéré comme « sec ». Le séchage du bois consiste à en extraire la plus grande partie de l'humidité qu'il contient entre les fibres mais également dans les fibres elles-même. C'est l'humidité dans les fibres qui est la plus longue à baisser. En menuiserie on dit souvent qu'un morceau de bois va mettre un an par centimètre d'épaisseur pour atteindre un taux d'humidité qui le rend utilisable sans risque de déformations ou de fentes. Il s'agit bien entendu d'une généralité qui est à prendre plus comme un ordre de grandeur que comme une loi précise. Et on ne parle alors que d'un séchage qui rend le bois apte à être utilisé en menuiserie mais pas en lutherie, pour cette dernière activité il faut rallonger. En séchage naturel un pré-débit de table d'harmonie ou de fond de 4-5mm d'épaisseur ne sera vraiment pleinement utilisable qu'après 3-4 ans de séchage minimum, 5 étant préférables. Il est possible d’accélérer le séchage en plaçant le bois dans un local chauffé, ventilé et équipé d'un deshumidificateur mais en lutherie il ne s'agit pas que de faire baisser le taux d'humidité du bois, il s'agit aussi, et en particulier pour les résineux utilisés pour les tables, de laisser la résine se transformer et durcir, et pour ce dernier point il n'y a que le temps qui fasse effet...
Même sec de plusieurs siècles, à moins d'être entièrement recouvert d'un vernis étanche (et tous ne le sont pas), le bois reste susceptible de bouger en fonction des variations d'humidité de l'atmosphère. Il se dilatera dans sa largeur quand le taux d'humidité augmente et se contractera, toujours dans sa largeur, si le taux baisse. Il bouge également dans sa longueur mais dans des proportions considérablement plus faibles, qui peuvent toutefois avoir un impact sur le manche comme on le verra plus loin.
Application pratique sur les guitares :
Note : il sera souvent question d'action, l'action est la hauteur des cordes par rapport au manche. Une action haute = les cordes sont loin du manche, une action basse = les cordes sont près du manche . Il n'y a pas d'action idéale et standard, elle dépend du tirant de cordes utilisées, du diapason de la guitare (longueur de corde vibrante, distance entre le sillet de tête et le chevalet), de la courbure du manche, du répertoire et du type de jeu (au médiator ou au doigts, plutôt rythmique ou soliste, « vigoureux » ou plus doux, etc...) toutefois on peut indiquer comme ordre de grandeur qu'une action commence à être haute à partir de 2mm entre le sommet de la douzième frette et le dessous de la corde de Mi première et 2,5mm pour la Mi sixième et qu'elle est basse en-dessous de 1,5mm pour la Mi première et 2 pour la Mi sixième. C''est un ordre de grandeur à ne pas prendre au pied de la lettre et le réglage dépend de chacun, et par exemple en guitare manouche il est souvent nécessaire d'avoir une action haute voire très haute pour permettre le jeu de main droite typique du style.
La table et le fond sont donc susceptibles de se rétracter ou de se dilater selon qu'il fera sec ou humide. Dans un atelier de fabrication les bois sont séchés, stockés, travaillés et assemblés en atmosphère contrôlée et à un taux d'humidité relativement bas (entre 40 et 50% à 20°C) afin que s'il doit y avoir déformation elle ne se fasse que dans le sens d'une dilatation plutôt que d'une rétractation du bois.
Une fois la caisse assemblée :
-Si la table se dilate à cause d'un forte humidité ambiante, comme elle est bloquée en largeur par la ceinture d'éclisses elle n'a d'autre choix que de « remonter », le bombé augmente. Par conséquent le chevalet remonte lui aussi (et les cordes avec) => l'action des cordes augmente => le jeu de la main gauche peut devenir plus difficile, dans un cas extrême cela impacte également la justesse, l'action est si haute qu'une corde qui est juste à vide devient fausse une fois frettée.
-Si la table se rétracte avec une baisse du taux d'humidité c'est le phénomène inverse. La largeur ne peut pas non plus se réduire, toujours à cause de la ceinture d'éclisses, et la table n'a pas d'autre choix que de diminuer le bombé => le chevalet s'abaisse => l'action baisse et dans un cas extrême la guitare peut devenir injouable en frisant sur tout le manche (une corde frettée, par exemple à la 10eme case, va toucher la 11eme frette).
Le manche :
Il est moins sensible que la table ou le fond mais il bouge lui aussi. Il est constitué le plus souvent de deux bois différents, un pour le manche (par exemple acajou ou noyer) et un autre pour la touche (ébène ou palissandre) ils ne réagissent pas de la même manière et ne bougent pas dans les mêmes proportions.
Ajoutons à ça qu'il a le plus souvent un coté vernis, moins exposé aux variations d'humidité et un coté touche simplement huilé, ce qui le laisse exposé aux variations.
Au final le manche se comporte un peu comme un bilame et il peut augmenter son creux ou au contraire le réduire, jusqu'à devenir bombé parfois, toujours en fonction des variations du taux d'humidité ambiant.
L'excès d'humidité ambiante n'est pas dangereux pour une guitare (dans les limites du raisonnable bien sûr, je parle de nos climats tempérés, pas des climats tropicaux), elle bougera, le son change, le réglage aussi mais tout rentre dans l'ordre quand le taux d'humidité revient à la normale.
En revanche l'excès de sécheresse peut lui s'avérer dangereux pour l'instrument ! Pour revenir à la table, si le taux d'humidité baisse elle se rétracte, le bombé diminue et... s'il diminue tant qu'il n'a plus de réserve... la table et/ou le fond se fendent. D'autant plus que la table et le fond sont barrés de plusieurs barres dont certaines placées perpendiculairement au fil de la table ou du fond et le barrage ne réduit sa longueur que dans de bien plus faibles proportions que la table ou le fond ne réduisent leur largeur.
Il est donc important de surveiller le taux d'humidité ambiant afin, autant que possible, d'éviter les variations trop importantes et surtout éviter l'excès de sécheresse.
Toutefois si il arrivait que la table se fende, un luthier peut la réparer.
Quelques précautions à prendre :
note : Le taux d'humidité de l'air ambiant est étroitement corrélé à la température, un air chaud contient plus d'eau qu'un air froid. Au bord de la mer l'air chaud est en général humide puisque chargé de vapeur d'eau (bien sûr sous un climat plus continental l'air chaud peut être sec), à contrario un air froid contient moins d'eau il est donc plus sec et sera plus susceptible de provoquer une rétractation du bois. Au point qu'un air à moins de 0°C ne contient pas d'eau (c'est ce qu'utilise le principe de la lyophilisation, sécher par air très froid), sous notre climat maritime tempéré ce sont les périodes de gel qui sont les plus à surveiller parce que les plus susceptibles de causer des dégâts par excès de sécheresse.
A la maison, autant que possible laisser les instruments dans la même pièce, de préférence petite afin de pouvoir en contrôler facilement les variations de température et du taux d'humidité et procurez-vous un hygromètre (pour quelques euros en grande surface de bricolage) que vous accrocherez au mur. L'excès d'humidité se solutionne facilement avec les déshumidificateurs électriques (leur gabarit est à adapter au volume de la pièce), éviter les bacs à cristaux qui peuvent servir pour un placard mais sont parfaitement inefficaces pour une pièce à vivre. L'excès de sécheresse est plus difficile à gérer (pour nous qui n'y sommes guère habitués...), si on dispose de chauffage central avec des radiateurs en fonte et que le chauffage est en route on peut disposer sur le ou les radiateurs des serviettes mouillées, c'est très efficace pour faire rapidement remonter le taux d'humidité ambiant, si on ne dispose pas de radiateurs en fonte ou si le chauffage n'est pas en marche on peut encore tout simplement faire bouillir de l'eau dans la pièce ou encore se procurer un humidificateur électrique (certains appareils cumulent les deux fonctions d'humidificateur ET de deshumidificateur).
Dans une maison les taux d'humidité ambiante conseillés pour une température autour de 20° tournent autour de 60% pour les humains, au-dessus de 70% pendant une période prolongée on s'expose à des problèmes d'humidité (moisissures, allergies, etc...) et en-dessous de 40-45% pendant une période prolongée c'est mauvais pour les voies respiratoires (les sinus en particulier). Pour les instruments c'est à peu près pareil, à ceci près qu'ils supportent très bien une humidité importante au-dessus de 70%, même permanente, la guitare bougera, les réglages avec, elle ne sonnera plus tout à fait pareil mais rien de grave ne peut se produire, en revanche en dessous de 40%, et à plus forte raison en période prolongée il y a danger non seulement de réglages qui bougent mais aussi et surtout de détérioration (fentes en particulier) !
Pour la fabrication la problématique est donc la même que pour la conservation de l'instrument, il est préférable de réaliser l'instrument à un taux d'humidité inférieur à ce qu'on rencontre le plus souvent dans la région concernée, en pratique entre 45 et 50% d'humidité autour de 19°C c'est bien. Et surtout que ce taux reste absolument stable pendant TOUS les collages. Si par exemple vous collez vos barres de fond (au fil perpendiculaires au fil du bois du fond) à 60% d'humidité et que une semaine plus tard le taux descend à 40% vous verrez immanquablement votre fond perdre sa belle voute et même peut-être devenir creux coté externe... la raison est simple, le taux d'humidité baissant le bois du fond se rétracte en largeur mais comme les barres (perpendiculaires) ne racourcissent pas... le fond perd sa voûte. Et c'est valable pour tous les autres collages.
Pour paraphraser le document au-dessus il est aujourd'hui assez simple de baisser et stabiliser un taux d'humidité trop élevé grâce aux deshumidificateurs électriques. Ça se complique si on fait face à un excès de sècheresse (pendant les périodes de gel en particulier), certains deshumidificateurs électriques disposent d'un système d'humidification (qui envoie de la vapeur) si ce n'est pas e cas et si on dispose d'un chauffage centrale avec radiateurs en font on peut mettre sur les radiateurs des serviettes de bain mouillées, c'est très simple et très efficace. Si on n'a pas de radiateurs en fonte on peut aussi tout simplement metre une bouilloir ou une plaque électrique avec une casserole d'eau, toujours pour dégager de la vapeur.
Ci-dessous un document que j'avais fait à destination des stagiaires d'un stage de guitare manouche, ceci expliquant qu'il y est plusieurs fois fait mention des guitare du style en question, mais c'est bien évidemment la même chose pour des guitares folks ou classiques.
Quelques informations sur le comportement du bois face aux variations climatiques, son impact sur les guitares et les précautions à prendre.
Préalable : le bois dont il sera question est considéré comme « sec ». Le séchage du bois consiste à en extraire la plus grande partie de l'humidité qu'il contient entre les fibres mais également dans les fibres elles-même. C'est l'humidité dans les fibres qui est la plus longue à baisser. En menuiserie on dit souvent qu'un morceau de bois va mettre un an par centimètre d'épaisseur pour atteindre un taux d'humidité qui le rend utilisable sans risque de déformations ou de fentes. Il s'agit bien entendu d'une généralité qui est à prendre plus comme un ordre de grandeur que comme une loi précise. Et on ne parle alors que d'un séchage qui rend le bois apte à être utilisé en menuiserie mais pas en lutherie, pour cette dernière activité il faut rallonger. En séchage naturel un pré-débit de table d'harmonie ou de fond de 4-5mm d'épaisseur ne sera vraiment pleinement utilisable qu'après 3-4 ans de séchage minimum, 5 étant préférables. Il est possible d’accélérer le séchage en plaçant le bois dans un local chauffé, ventilé et équipé d'un deshumidificateur mais en lutherie il ne s'agit pas que de faire baisser le taux d'humidité du bois, il s'agit aussi, et en particulier pour les résineux utilisés pour les tables, de laisser la résine se transformer et durcir, et pour ce dernier point il n'y a que le temps qui fasse effet...
Même sec de plusieurs siècles, à moins d'être entièrement recouvert d'un vernis étanche (et tous ne le sont pas), le bois reste susceptible de bouger en fonction des variations d'humidité de l'atmosphère. Il se dilatera dans sa largeur quand le taux d'humidité augmente et se contractera, toujours dans sa largeur, si le taux baisse. Il bouge également dans sa longueur mais dans des proportions considérablement plus faibles, qui peuvent toutefois avoir un impact sur le manche comme on le verra plus loin.
Application pratique sur les guitares :
Note : il sera souvent question d'action, l'action est la hauteur des cordes par rapport au manche. Une action haute = les cordes sont loin du manche, une action basse = les cordes sont près du manche . Il n'y a pas d'action idéale et standard, elle dépend du tirant de cordes utilisées, du diapason de la guitare (longueur de corde vibrante, distance entre le sillet de tête et le chevalet), de la courbure du manche, du répertoire et du type de jeu (au médiator ou au doigts, plutôt rythmique ou soliste, « vigoureux » ou plus doux, etc...) toutefois on peut indiquer comme ordre de grandeur qu'une action commence à être haute à partir de 2mm entre le sommet de la douzième frette et le dessous de la corde de Mi première et 2,5mm pour la Mi sixième et qu'elle est basse en-dessous de 1,5mm pour la Mi première et 2 pour la Mi sixième. C''est un ordre de grandeur à ne pas prendre au pied de la lettre et le réglage dépend de chacun, et par exemple en guitare manouche il est souvent nécessaire d'avoir une action haute voire très haute pour permettre le jeu de main droite typique du style.
La table et le fond sont donc susceptibles de se rétracter ou de se dilater selon qu'il fera sec ou humide. Dans un atelier de fabrication les bois sont séchés, stockés, travaillés et assemblés en atmosphère contrôlée et à un taux d'humidité relativement bas (entre 40 et 50% à 20°C) afin que s'il doit y avoir déformation elle ne se fasse que dans le sens d'une dilatation plutôt que d'une rétractation du bois.
Une fois la caisse assemblée :
-Si la table se dilate à cause d'un forte humidité ambiante, comme elle est bloquée en largeur par la ceinture d'éclisses elle n'a d'autre choix que de « remonter », le bombé augmente. Par conséquent le chevalet remonte lui aussi (et les cordes avec) => l'action des cordes augmente => le jeu de la main gauche peut devenir plus difficile, dans un cas extrême cela impacte également la justesse, l'action est si haute qu'une corde qui est juste à vide devient fausse une fois frettée.
-Si la table se rétracte avec une baisse du taux d'humidité c'est le phénomène inverse. La largeur ne peut pas non plus se réduire, toujours à cause de la ceinture d'éclisses, et la table n'a pas d'autre choix que de diminuer le bombé => le chevalet s'abaisse => l'action baisse et dans un cas extrême la guitare peut devenir injouable en frisant sur tout le manche (une corde frettée, par exemple à la 10eme case, va toucher la 11eme frette).
Le manche :
Il est moins sensible que la table ou le fond mais il bouge lui aussi. Il est constitué le plus souvent de deux bois différents, un pour le manche (par exemple acajou ou noyer) et un autre pour la touche (ébène ou palissandre) ils ne réagissent pas de la même manière et ne bougent pas dans les mêmes proportions.
Ajoutons à ça qu'il a le plus souvent un coté vernis, moins exposé aux variations d'humidité et un coté touche simplement huilé, ce qui le laisse exposé aux variations.
Au final le manche se comporte un peu comme un bilame et il peut augmenter son creux ou au contraire le réduire, jusqu'à devenir bombé parfois, toujours en fonction des variations du taux d'humidité ambiant.
L'excès d'humidité ambiante n'est pas dangereux pour une guitare (dans les limites du raisonnable bien sûr, je parle de nos climats tempérés, pas des climats tropicaux), elle bougera, le son change, le réglage aussi mais tout rentre dans l'ordre quand le taux d'humidité revient à la normale.
En revanche l'excès de sécheresse peut lui s'avérer dangereux pour l'instrument ! Pour revenir à la table, si le taux d'humidité baisse elle se rétracte, le bombé diminue et... s'il diminue tant qu'il n'a plus de réserve... la table et/ou le fond se fendent. D'autant plus que la table et le fond sont barrés de plusieurs barres dont certaines placées perpendiculairement au fil de la table ou du fond et le barrage ne réduit sa longueur que dans de bien plus faibles proportions que la table ou le fond ne réduisent leur largeur.
Il est donc important de surveiller le taux d'humidité ambiant afin, autant que possible, d'éviter les variations trop importantes et surtout éviter l'excès de sécheresse.
Toutefois si il arrivait que la table se fende, un luthier peut la réparer.
Quelques précautions à prendre :
note : Le taux d'humidité de l'air ambiant est étroitement corrélé à la température, un air chaud contient plus d'eau qu'un air froid. Au bord de la mer l'air chaud est en général humide puisque chargé de vapeur d'eau (bien sûr sous un climat plus continental l'air chaud peut être sec), à contrario un air froid contient moins d'eau il est donc plus sec et sera plus susceptible de provoquer une rétractation du bois. Au point qu'un air à moins de 0°C ne contient pas d'eau (c'est ce qu'utilise le principe de la lyophilisation, sécher par air très froid), sous notre climat maritime tempéré ce sont les périodes de gel qui sont les plus à surveiller parce que les plus susceptibles de causer des dégâts par excès de sécheresse.
A la maison, autant que possible laisser les instruments dans la même pièce, de préférence petite afin de pouvoir en contrôler facilement les variations de température et du taux d'humidité et procurez-vous un hygromètre (pour quelques euros en grande surface de bricolage) que vous accrocherez au mur. L'excès d'humidité se solutionne facilement avec les déshumidificateurs électriques (leur gabarit est à adapter au volume de la pièce), éviter les bacs à cristaux qui peuvent servir pour un placard mais sont parfaitement inefficaces pour une pièce à vivre. L'excès de sécheresse est plus difficile à gérer (pour nous qui n'y sommes guère habitués...), si on dispose de chauffage central avec des radiateurs en fonte et que le chauffage est en route on peut disposer sur le ou les radiateurs des serviettes mouillées, c'est très efficace pour faire rapidement remonter le taux d'humidité ambiant, si on ne dispose pas de radiateurs en fonte ou si le chauffage n'est pas en marche on peut encore tout simplement faire bouillir de l'eau dans la pièce ou encore se procurer un humidificateur électrique (certains appareils cumulent les deux fonctions d'humidificateur ET de deshumidificateur).
Dans une maison les taux d'humidité ambiante conseillés pour une température autour de 20° tournent autour de 60% pour les humains, au-dessus de 70% pendant une période prolongée on s'expose à des problèmes d'humidité (moisissures, allergies, etc...) et en-dessous de 40-45% pendant une période prolongée c'est mauvais pour les voies respiratoires (les sinus en particulier). Pour les instruments c'est à peu près pareil, à ceci près qu'ils supportent très bien une humidité importante au-dessus de 70%, même permanente, la guitare bougera, les réglages avec, elle ne sonnera plus tout à fait pareil mais rien de grave ne peut se produire, en revanche en dessous de 40%, et à plus forte raison en période prolongée il y a danger non seulement de réglages qui bougent mais aussi et surtout de détérioration (fentes en particulier) !
Pour la fabrication la problématique est donc la même que pour la conservation de l'instrument, il est préférable de réaliser l'instrument à un taux d'humidité inférieur à ce qu'on rencontre le plus souvent dans la région concernée, en pratique entre 45 et 50% d'humidité autour de 19°C c'est bien. Et surtout que ce taux reste absolument stable pendant TOUS les collages. Si par exemple vous collez vos barres de fond (au fil perpendiculaires au fil du bois du fond) à 60% d'humidité et que une semaine plus tard le taux descend à 40% vous verrez immanquablement votre fond perdre sa belle voute et même peut-être devenir creux coté externe... la raison est simple, le taux d'humidité baissant le bois du fond se rétracte en largeur mais comme les barres (perpendiculaires) ne racourcissent pas... le fond perd sa voûte. Et c'est valable pour tous les autres collages.
Pour paraphraser le document au-dessus il est aujourd'hui assez simple de baisser et stabiliser un taux d'humidité trop élevé grâce aux deshumidificateurs électriques. Ça se complique si on fait face à un excès de sècheresse (pendant les périodes de gel en particulier), certains deshumidificateurs électriques disposent d'un système d'humidification (qui envoie de la vapeur) si ce n'est pas e cas et si on dispose d'un chauffage centrale avec radiateurs en font on peut mettre sur les radiateurs des serviettes de bain mouillées, c'est très simple et très efficace. Si on n'a pas de radiateurs en fonte on peut aussi tout simplement metre une bouilloir ou une plaque électrique avec une casserole d'eau, toujours pour dégager de la vapeur.
replis stratégique dans la salle
Disons qu'au delà du débat, ce qui reste la règle de base, c'est de construire avec un taux d'humidité inférieur ou égal à celui de l'usage.
