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Bois

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Le bois est un tissu structurel poreux et fibreux présent dans les tiges et les racines des arbres et autres plantes ligneuses . C'est un matériau organique  - un composite naturel de fibres de cellulose qui sont fortes en tension et noyées dans une matrice de lignine qui résiste à la compression. Le bois est parfois défini comme étant uniquement le xylème secondaire dans les tiges des arbres, [1] ou il est défini plus largement pour inclure le même type de tissu ailleurs, comme dans les racines des arbres ou des arbustes. [ citation nécessaire ]Dans un arbre vivant, il remplit une fonction de support, permettant aux plantes ligneuses de grandir ou de se tenir debout seules. Il transporte également de l'eau et des nutriments entre les feuilles , les autres tissus en croissance et les racines. Le bois peut également faire référence à d'autres matières végétales aux propriétés comparables et à des matières fabriquées à partir de bois, de copeaux de bois ou de fibres.

Le bois est utilisé depuis des milliers d'années comme combustible , comme matériau de construction , pour fabriquer des outils et des armes , des meubles et du papier . Plus récemment, il est apparu comme matière première pour la production de cellulose purifiée et de ses dérivés, tels que la cellophane et l' acétate de cellulose .

En 2005, le matériel sur pied des forêts dans le monde était d'environ 434 milliards de mètres cubes, dont 47% étaient commerciaux. [2] En tant que ressource renouvelable abondante et neutre en carbone [la citation nécessaire ] , les matériaux ligneux ont été d'un intérêt intense comme source d'énergie renouvelable. En 1991, environ 3,5 milliards de mètres cubes de bois ont été récoltés. Les utilisations dominantes étaient pour le mobilier et la construction de bâtiments. [3]

Histoire

Une découverte en 2011 dans la province canadienne du Nouveau-Brunswick a produit les premières plantes connues à avoir cultivé du bois, il y a environ 395 à 400 millions d'années . [4] [5]

Le bois peut être daté par datation au carbone et dans certaines espèces par dendrochronologie pour déterminer quand un objet en bois a été créé.

Les gens utilisent le bois depuis des milliers d'années à de nombreuses fins, notamment comme combustible ou comme matériau de construction pour fabriquer des maisons , des outils , des armes , des meubles , des emballages , des œuvres d'art et du papier . Les constructions connues en bois datent de dix mille ans. Les bâtiments comme la maison longue néolithique européenne étaient principalement en bois.

L'utilisation récente du bois a été améliorée par l'ajout d'acier et de bronze dans la construction. [6]

La variation d'une année à l'autre de la largeur des cernes et de l'abondance isotopique donne des indices sur le climat qui prévalait au moment où un arbre a été coupé. [7]

Propriétés physiques

Diagramme de croissance secondaire dans un arbre montrant des coupes verticales et horizontales idéalisées. Une nouvelle couche de bois est ajoutée à chaque saison de croissance, épaississant la tige, les branches et les racines existantes , pour former un anneau de croissance .

Anneaux de croissance

Le bois, au sens strict, est cédé par les arbres , dont le diamètre augmente par la formation, entre le bois existant et l' écorce interne , de nouvelles couches ligneuses qui enveloppent toute la tige, les branches vivantes et les racines. Ce processus est connu sous le nom de croissance secondaire ; c'est le résultat de la division cellulaire dans le cambium vasculaire , d'un méristème latéral et de l'expansion ultérieure des nouvelles cellules. Ces cellules forment ensuite des parois cellulaires secondaires épaissies, composées principalement de cellulose , d' hémicellulose et de lignine .

Lorsque les différences entre les quatre saisons sont distinctes, par exemple en Nouvelle-Zélande , la croissance peut se produire selon un schéma annuel ou saisonnier distinct, conduisant à des anneaux de croissance ; ceux-ci sont généralement plus clairement visibles à l'extrémité d'une bûche, mais sont également visibles sur les autres surfaces. Si le caractère distinctif entre les saisons est annuel (comme c'est le cas dans les régions équatoriales, par exemple à Singapour ), ces anneaux de croissance sont appelés anneaux annuels. Là où il y a peu de différence saisonnière, les anneaux de croissance sont probablement indistincts ou absents. Si l'écorce de l'arbre a été enlevée dans une zone particulière, les anneaux seront probablement déformés lorsque la plante envahira la cicatrice.

S'il y a des différences au sein d'un anneau de croissance, alors la partie d'un anneau de croissance la plus proche du centre de l'arbre, et formée au début de la saison de croissance lorsque la croissance est rapide, est généralement composée d'éléments plus larges. Il est généralement de couleur plus claire que celle située près de la partie extérieure de l'anneau et est connu sous le nom de earlywood ou springwood. La partie extérieure formée plus tard dans la saison est alors connue sous le nom de bois final ou de bois d'été. [8] Cependant, il existe des différences majeures selon le type de bois (voir ci-dessous). Si un arbre pousse toute sa vie à l'air libre et dans les conditions du solet le site restera inchangé, il fera sa croissance la plus rapide en jeunesse, et diminuera progressivement. Les anneaux de croissance annuels sont assez larges pendant de nombreuses années, mais plus tard ils deviennent de plus en plus étroits. Puisque chaque anneau suivant est posé à l'extérieur du bois préalablement formé, il s'ensuit qu'à moins qu'un arbre n'augmente matériellement sa production de bois d'année en année, les anneaux doivent nécessairement devenir plus minces à mesure que le tronc s'élargit. Au fur et à mesure qu'un arbre atteint sa maturité, sa couronne devient plus ouverte et la production annuelle de bois est réduite, réduisant ainsi encore plus la largeur des anneaux de croissance. Dans le cas des arbres forestiers, tant dépend de la concurrence des arbres dans leur lutte pour la lumière et la nourriture que des périodes de croissance rapide et lente peuvent alterner. Certains arbres, comme les chênes du sud, maintenez la même largeur d'anneau pendant des centaines d'années. Dans l'ensemble, cependant, à mesure que le diamètre d'un arbre augmente, la largeur des anneaux de croissance diminue.

Noeuds

Un nœud sur un tronc d'arbre

Au fur et à mesure qu'un arbre grandit, les branches inférieures meurent souvent et leurs bases peuvent devenir envahies par la végétation et enfermées par des couches ultérieures de bois de tronc, formant un type d'imperfection connu sous le nom de nœud. La branche morte ne peut être attachée au bois du tronc qu'à sa base et peut tomber après que l'arbre a été scié en planches. Les nœuds affectent les propriétés techniques du bois, réduisant généralement la résistance locale et augmentant la tendance à se fendre le long du grain du bois, [ citation nécessaire ] mais peuvent être exploités pour un effet visuel. Dans une planche sciée longitudinalement, un nœud apparaîtra comme un morceau de bois «solide» (généralement plus foncé) circulaire autour duquel le fildu reste du bois «coule» (pièces et jointures). À l'intérieur d'un nœud, la direction du bois (direction du grain) est jusqu'à 90 degrés différente de la direction du grain du bois ordinaire.

Dans l'arbre, un nœud est soit la base d'une branche latérale , soit un bourgeon dormant. Un nœud (lorsque la base d'une branche latérale) est de forme conique (d'où la section transversale à peu près circulaire) avec la pointe interne au point du diamètre de la tige où se trouvait le cambium vasculaire de la plante lorsque la branche s'est formée comme un bourgeon.

Dans le classement du bois d'œuvre et du bois de charpente , les nœuds sont classés en fonction de leur forme, de leur taille, de leur solidité et de la fermeté avec laquelle ils sont maintenus en place. Cette fermeté est affectée, entre autres facteurs, par la durée pendant laquelle la branche était morte pendant que la tige de fixation continuait à croître.

Noeud de bois en coupe verticale

Les nœuds affectent matériellement la fissuration et le gauchissement, la facilité de travail et la clivabilité du bois. Ce sont des défauts qui affaiblissent le bois et diminuent sa valeur à des fins structurelles où la résistance est une considération importante. L'effet d'affaiblissement est beaucoup plus grave lorsque le bois est soumis à des forces perpendiculaires au fil et / ou à la tension que lorsqu'il est soumis à une charge le long du fil et / ou à la compression . La mesure dans laquelle les nœuds affectent la résistance d'une poutredépend de leur position, taille, nombre et état. Un nœud sur le côté supérieur est comprimé, tandis que celui du côté inférieur est soumis à une tension. S'il y a un contrôle de saison dans le nœud, comme c'est souvent le cas, il offrira peu de résistance à cette contrainte de traction. Les petits nœuds, cependant, peuvent être situés le long du plan neutre d'une poutre et augmenter la résistance en empêchant le cisaillement longitudinal . Les nœuds dans une planche ou une planche sont les moins dommageables lorsqu'ils la traversent perpendiculairement à sa surface la plus large. Les nœuds qui se produisent près des extrémités d'une poutre ne l'affaiblissent pas. Les nœuds sains qui se produisent dans la partie centrale d'un quart de la hauteur de la poutre de chaque bord ne sont pas des défauts graves.

-  Samuel J. Record, Les propriétés mécaniques du bois [9]

Les nœuds n'influencent pas nécessairement la rigidité du bois de construction, cela dépendra de la taille et de l'emplacement. La rigidité et la résistance élastique dépendent plus du bois sain que de défauts localisés. La résistance à la rupture est très sensible aux défauts. Les nœuds sains n'affaiblissent pas le bois lorsqu'il est soumis à une compression parallèle au fil du bois.

Dans certaines applications décoratives, le bois avec des nœuds peut être souhaitable pour ajouter un intérêt visuel. Dans les applications où le bois est peint , comme les plinthes, les planches de rive, les cadres de porte et les meubles, les résines présentes dans le bois peuvent continuer à `` saigner '' à la surface d'un nœud pendant des mois, voire des années après la fabrication et apparaître comme un jaune. ou tache brunâtre. Une peinture ou une solution d' apprêt pour nœuds ( nouage ), correctement appliquée pendant la préparation, peut contribuer grandement à réduire ce problème, mais il est difficile à contrôler complètement, en particulier lors de l'utilisation de stocks de bois séchés au four produits en série.

Bois de coeur et aubier

Coupe d'une branche d' if présentant 27 anneaux de croissance annuels, aubier pâle, bois de cœur foncé et moelle (tache sombre au centre). Les lignes radiales sombres sont de petits nœuds.

Le bois de cœur (ou duramen [10] ) est du bois qui, à la suite d'une transformation chimique naturelle, est devenu plus résistant à la pourriture. La formation du bois de cœur est un processus génétiquement programmé qui se produit spontanément. Une certaine incertitude existe quant à savoir si le bois meurt pendant la formation du bois de cœur, car il peut encore réagir chimiquement aux organismes en décomposition, mais une seule fois. [11]

Le terme bois de cœur dérive uniquement de sa position et non d'une importance vitale pour l'arbre. Ceci est démontré par le fait qu'un arbre peut prospérer avec son cœur complètement pourri. Certaines espèces commencent à former du bois de cœur très tôt dans la vie, n'ayant donc qu'une fine couche d'aubier vivant, tandis que chez d'autres, le changement se produit lentement. L'aubier mince est caractéristique d'espèces telles que le châtaignier , le criquet noir , le mûrier , l' osage-orange et le sassafras , tandis que dans l' érable , le frêne , le caryer , le micocoulier , le hêtre et le pin, l'aubier épais est la règle. [12] Certains autres ne forment jamais de bois de cœur.

Le bois de cœur est souvent visuellement distinct de l'aubier vivant, et peut être distingué dans une coupe transversale où la limite aura tendance à suivre les anneaux de croissance. Par exemple, il fait parfois beaucoup plus sombre. Cependant, d'autres processus tels que la pourriture ou l'invasion d'insectes peuvent également décolorer le bois, même chez les plantes ligneuses qui ne forment pas de bois de cœur, ce qui peut prêter à confusion.

Il est remarquable que le bois de cœur intérieur des vieux arbres reste aussi sain qu'il le fait habituellement, car dans de nombreux cas, il a des centaines, et dans quelques cas des milliers, d'années. Chaque membre ou racine cassé, ou blessure profonde causée par le feu, les insectes ou la chute de bois, peut offrir une entrée pour la pourriture qui, une fois commencée, peut pénétrer dans toutes les parties du tronc. Les larves de nombreux insectes pénètrent dans les arbres et leurs tunnels restent indéfiniment sources de faiblesse. Cependant, les avantages que peut avoir l'aubier à cet égard sont dus uniquement à son âge et à sa position relatifs.

L'aubier (ou alburnum [13] ) est le bois le plus jeune et le plus externe; dans l'arbre en croissance, c'est du bois vivant, [14] et ses principales fonctions sont de conduire l'eau des racines aux feuilleset stocker et restituer selon la saison les réserves préparées dans les feuilles. Cependant, au moment où ils deviennent capables de conduire l'eau, tous les trachéides et vaisseaux du xylème ont perdu leur cytoplasme et les cellules sont donc fonctionnellement mortes. Tout le bois d'un arbre est d'abord formé sous forme d'aubier. Plus un arbre porte de feuilles et plus sa croissance est vigoureuse, plus le volume d'aubier requis est important. Par conséquent, les arbres à croissance rapide en plein air ont un aubier plus épais pour leur taille que les arbres de la même espèce poussant dans les forêts denses. Parfois, les arbres (d'espèces qui forment le bois de cœur) cultivés à l'air libre peuvent devenir d'une taille considérable, 30 cm (12 po) ou plus de diamètre, avant que le bois de cœur ne commence à se former, par exemple, dans le caryer de seconde croissance , ou ouvert- pins cultivés .

Coupe transversale d'une bûche de chêne montrant des anneaux de croissance

Aucune relation précise n'existe entre les anneaux de croissance annuels et la quantité d'aubier. Au sein d'une même espèce, la section transversale de l'aubier est à peu près proportionnelle à la taille de la couronne de l'arbre. Si les anneaux sont étroits, il en faut plus que là où ils sont larges. Au fur et à mesure que l'arbre grossit, l'aubier doit nécessairement s'amincir ou augmenter sensiblement de volume. L'aubier est relativement plus épais dans la partie supérieure du tronc d'un arbre que près de la base, car l'âge et le diamètre des sections supérieures sont moindres.

Lorsqu'un arbre est très jeune, il est recouvert de branches presque, sinon entièrement, jusqu'au sol, mais à mesure qu'il vieillit, certaines ou toutes finiront par mourir et seront soit cassées, soit tombées. La croissance ultérieure du bois peut masquer complètement les talons qui resteront cependant sous forme de nœuds. Peu importe à quel point une bûche est lisse et claire à l'extérieur, elle est plus ou moins noueuse près du milieu. Par conséquent, l'aubier d'un vieil arbre, et en particulier d'un arbre forestier, sera plus exempt de nœuds que le bois de cœur intérieur. Puisque dans la plupart des utilisations du bois, les nœuds sont des défauts qui affaiblissent le bois et interfèrent avec sa facilité de travail et d'autres propriétés, il s'ensuit qu'un morceau donné d'aubier, en raison de sa position dans l'arbre, peut bien être plus fort qu'un morceau de bois. bois de cœur du même arbre.

Différents morceaux de bois coupés dans un grand arbre peuvent différer nettement, en particulier si l'arbre est grand et mature. Dans certains arbres, le bois posé à la fin de la vie d'un arbre est plus doux, plus léger, plus faible et plus uniforme que celui produit plus tôt, mais dans d'autres arbres, l'inverse s'applique. Cela peut correspondre ou non au bois de cœur et à l'aubier. Dans une grosse bûche, l'aubier, en raison de la durée de vie de l'arbre quand il a été cultivé, peut être inférieur en dureté , résistance et ténacité à un bois de cœur également sain provenant de la même bûche. Dans un arbre plus petit, l'inverse peut être vrai.

Couleur

Le bois du séquoia côtier est nettement rouge.

Chez les essences qui présentent une nette différence entre le bois de cœur et l'aubier, la couleur naturelle du bois de cœur est généralement plus foncée que celle de l'aubier, et très fréquemment le contraste est remarquable (voir la section de la bûche d'if ci-dessus). Ceci est produit par des dépôts dans le bois de cœur de substances chimiques, de sorte qu'une variation de couleur dramatique n'implique pas une différence significative dans les propriétés mécaniques du bois de cœur et de l'aubier, bien qu'il puisse y avoir une différence biochimique marquée entre les deux.

Certaines expériences sur des spécimens de pin à longues feuilles très résineux indiquent une augmentation de la résistance, due à la résine qui augmente la résistance une fois sèche. Un tel bois de cœur saturé de résine est appelé "allégeur de graisse". Les structures construites en briquet gras sont presque imperméables à la pourriture et aux termites ; cependant ils sont très inflammables. Les souches de vieux pins à longues feuilles sont souvent creusées, divisées en petits morceaux et vendues comme du bois d'allumage pour les incendies. Les souches ainsi creusées peuvent en fait rester un siècle ou plus depuis leur coupe. L'épicéa imprégné de résine brute et séché est également beaucoup plus résistant.

Puisque le bois final d'un anneau de croissance est généralement de couleur plus foncée que le bois initial, ce fait peut être utilisé pour juger visuellement de la densité, et donc de la dureté et de la résistance du matériau. C'est particulièrement le cas des bois de conifères. Dans les bois à porosité annulaire, les vaisseaux du bois primitif apparaissent souvent sur une surface finie plus foncés que le bois tardif plus dense, bien que sur les sections transversales du bois de cœur, l'inverse soit généralement vrai. Sinon, la couleur du bois n'est pas une indication de résistance.

Une décoloration anormale du bois dénote souvent une maladie, indiquant une mauvaise qualité. Le carreau noir de la pruche de l' Ouest est le résultat d'attaques d'insectes. Les stries brun rougeâtre si courantes dans le caryer et certains autres bois sont principalement le résultat de blessures par les oiseaux. La décoloration n'est qu'une indication d'une blessure et, selon toute probabilité, n'affecte pas en elle-même les propriétés du bois. Certains champignons responsables de la pourriture donnent au bois des couleurs caractéristiques qui deviennent ainsi symptomatiques de faiblesse; cependant, un effet attractif connu sous le nom de spalting produit par ce procédé est souvent considéré comme une caractéristique souhaitable. La coloration à la sève ordinaire est due à la croissance fongique, mais ne produit pas nécessairement un effet d'affaiblissement.

Teneur en eau

L'eau se trouve dans le bois vivant à trois endroits, à savoir:

  • dans les parois cellulaires ,
  • dans le contenu protoplasmique des cellules
  • sous forme d'eau libre dans les cavités et espaces cellulaires, en particulier du xylème

Dans le bois de cœur, il n'apparaît que dans les première et dernière formes. Le bois complètement séché à l'air retient 8 à 16% de l'eau dans les parois cellulaires, et aucune, ou pratiquement aucune, sous les autres formes. Même le bois séché au four conserve un faible pourcentage d'humidité, mais pour tous sauf à des fins chimiques, il peut être considéré comme absolument sec.

L'effet général de la teneur en eau sur la substance du bois est de la rendre plus douce et plus souple. Un effet similaire se produit dans l'action adoucissante de l'eau sur le cuir brut, le papier ou le tissu. Dans certaines limites, plus la teneur en eau est élevée, plus son effet adoucissant est important.

Le séchage produit une augmentation marquée de la résistance du bois, en particulier dans les petits spécimens. Un exemple extrême est le cas d'un bloc d' épicéa complètement sec de 5 cm de section, qui supportera une charge permanente quatre fois plus importante qu'un bloc vert (non séché) de même taille.

La plus grande augmentation de résistance due au séchage se situe dans la résistance ultime à l'écrasement, et la résistance à la limite élastique en compression en bout; ceux-ci sont suivis par le module de rupture et la contrainte à la limite élastique en flexion transversale, tandis que le module d'élasticité est le moins affecté. [9]

Structure

Coupe transversale agrandie de noyer noir , montrant les vaisseaux, les rayons (lignes blanches) et les anneaux annuels: c'est intermédiaire entre poreux diffus et poreux annulaire, la taille des vaisseaux diminuant progressivement

Le bois est un matériau hétérogène , hygroscopique , cellulaire et anisotrope . Il se compose de cellules et les parois cellulaires sont composées de microfibrilles de cellulose (40–50%) et d' hémicellulose (15–25%) imprégnées de lignine (15–30%). [15]

Chez les résineux ou les résineux, les cellules du bois sont pour la plupart d'un seul type, les trachéides , et par conséquent, le matériau a une structure beaucoup plus uniforme que celle de la plupart des feuillus . Il n'y a pas de vaisseaux («pores») dans le bois de conifères comme on le voit si bien en évidence dans le chêne et le frêne, par exemple.

La structure des bois durs est plus complexe. [16] La capacité de conduite de l'eau est principalement assurée par les navires : dans certains cas (chêne, châtaignier, frêne), ceux-ci sont assez grands et distincts, dans d'autres ( buckeye , peuplier , saule ) trop petits pour être vus sans loupe . En discutant de ces bois , il est d' usage de les diviser en deux grandes classes, anneau poreux et poreux diffus . [17]

Chez les espèces à porosité annulaire, comme le frêne, le criquet noir, le catalpa , le châtaignier, l' orme , le caryer, le mûrier et le chêne, [17] les plus gros vaisseaux ou pores (comme les coupes transversales des vaisseaux sont appelés) sont localisés dans la partie du anneau de croissance formé au printemps, formant ainsi une région de tissu plus ou moins ouvert et poreux. Le reste de l'anneau, produit en été, est composé de vaisseaux plus petits et d'une bien plus grande proportion de fibres de bois. Ces fibres sont les éléments qui donnent de la force et de la ténacité au bois, tandis que les vaisseaux sont une source de faiblesse. [ citation nécessaire ]

Dans les bois à porosité diffuse, les pores sont uniformément dimensionnés de sorte que la capacité de conduction d'eau soit dispersée dans tout l'anneau de croissance au lieu d'être collectée en bande ou en rangée. Des exemples de ce type de bois sont aulne , [17] tilleul , [18] bouleau , [17] Buckeye, l' érable, le saule et le peuplier espèces telles que le tremble, le peuplier et le peuplier. [17] Certaines espèces, comme le noyer et le cerisier , sont à la frontière entre les deux classes, formant un groupe intermédiaire. [18]

Earlywood et bois tardif

En résineux

Earlywood et bois tardif dans un bois tendre; vue radiale, anneaux de croissance très rapprochés dans le Douglas taxifolié des Rocheuses

Dans les résineux tempérés, il existe souvent une différence marquée entre le bois tardif et le bois primitif. Le bois final sera plus dense que celui formé au début de la saison. Lorsqu'elles sont examinées au microscope, les cellules du bois tardif dense ont des parois très épaisses et de très petites cavités cellulaires, tandis que celles formées en premier dans la saison ont des parois minces et de grandes cavités cellulaires. La force réside dans les murs, pas dans les cavités. Par conséquent, plus la proportion de bois tardif est élevée, plus la densité et la résistance sont élevées. En choisissant un morceau de pin où la résistance ou la rigidité est la considération importante, la principale chose à observer est les quantités comparatives de bois initial et de bois final. La largeur de l'anneau n'est pas aussi importante que la proportion et la nature du bois final dans l'anneau.

Si l'on compare un morceau de pin lourd à un morceau léger, on verra tout de suite que le plus lourd contient une plus grande proportion de bois tardif que l'autre, et montre donc des anneaux de croissance plus clairement délimités. Dans les pins blancs, il n'y a pas beaucoup de contraste entre les différentes parties de l'anneau et, par conséquent, le bois a une texture très uniforme et est facile à travailler. Chez les pins durs , en revanche, le bois final est très dense et de couleur foncée, présentant un contraste très prononcé avec le bois initial tendre de couleur paille.

Ce n'est pas seulement la proportion de bois final, mais aussi sa qualité qui compte. Dans les spécimens qui présentent une très grande proportion de bois final, il peut être sensiblement plus poreux et peser considérablement moins que le bois final dans les morceaux qui contiennent moins de bois final. On peut juger de la densité comparative, et donc dans une certaine mesure de la résistance, par examen visuel.

Aucune explication satisfaisante ne peut encore être donnée sur les mécanismes exacts déterminant la formation du bois initial et du bois final. Plusieurs facteurs peuvent être impliqués. Chez les conifères, au moins, le taux de croissance seul ne détermine pas la proportion des deux parties de l'anneau, car dans certains cas, le bois à croissance lente est très dur et lourd, tandis que dans d'autres, c'est le contraire. La qualité du site où pousse l'arbre affecte sans aucun doute le caractère du bois formé, même s'il n'est pas possible de formuler une règle le régissant. En général, cependant, on peut dire que là où la résistance ou la facilité de travail sont essentielles, il faut choisir des bois de croissance modérée à lente.

Dans les bois à porosité annulaire

Contreplaqué et bois tardif dans un bois à porosité annulaire (frêne) chez un Fraxinus excelsior ; vue tangentielle, larges anneaux de croissance

Dans les bois à porosité annulaire, la croissance de chaque saison est toujours bien définie, car les grands pores formés au début de la saison butent sur le tissu plus dense de l'année précédente.

Dans le cas des feuillus à porosité annulaire, il semble exister une relation assez précise entre le taux de croissance du bois et ses propriétés. Cela peut être résumé brièvement dans l'affirmation générale que plus la croissance est rapide ou plus les anneaux de croissance sont larges, plus le bois est lourd, dur, fort et rigide. Ceci, il ne faut pas oublier, s'applique uniquement aux bois à porosité annulaire tels que le chêne, le frêne, le caryer et d'autres du même groupe, et est, bien entendu, soumis à certaines exceptions et limitations.

Dans les bois à porosité annulaire de bonne croissance, c'est généralement le bois tardif dans lequel les fibres à parois épaisses et résistantes sont les plus abondantes. À mesure que la largeur de l'anneau diminue, ce bois tardif est réduit de sorte qu'une croissance très lente produit un bois relativement léger et poreux composé de vaisseaux à parois minces et de parenchyme de bois. En bon chêne, ces gros récipients du bois initial occupent de 6 à 10 pour cent du volume de la grume, tandis que dans un matériau de qualité inférieure, ils peuvent représenter 25% ou plus. Le bois tardif du bon chêne est de couleur sombre et ferme, et se compose principalement de fibres à parois épaisses qui forment la moitié ou plus du bois. En chêne de qualité inférieure, ce bois final est très réduit tant en quantité qu'en qualité. Cette variation est très largement le résultat du taux de croissance.

Le bois à larges anneaux est souvent appelé "seconde venue", car la croissance du jeune bois dans les peuplements ouverts après que les vieux arbres ont été abattus est plus rapide que dans les arbres d'une forêt fermée, et dans la fabrication d'articles où la résistance est une considération importante de ce type de bois dur de "seconde croissance" est préférée. C'est notamment le cas dans le choix du hickory pour les poignées et les rayons . Ici, non seulement la force, mais aussi la ténacité et la résilience sont importantes. [9]

Les résultats d'une série de tests sur le caryer par le US Forest Service montrent que:

"La capacité de travail ou de résistance aux chocs est la plus grande dans le bois à larges anneaux qui a de 5 à 14 anneaux par pouce (anneaux de 1,8 à 5 mm d'épaisseur), est assez constante de 14 à 38 anneaux par pouce (anneaux de 0,7 à 1,8 mm d'épaisseur ), et diminue rapidement de 38 à 47 anneaux par pouce (anneaux de 0,5 à 0,7 mm d'épaisseur). La résistance à la charge maximale n'est pas si grande avec le bois à croissance la plus rapide; elle est maximale avec de 14 à 20 anneaux par pouce ( anneaux de 1,3 à 1,8 mm d'épaisseur), et devient à nouveau de moins en moins lorsque le bois devient plus étroitement annelé. La déduction naturelle est que le bois de valeur mécanique de premier ordre présente de 5 à 20 anneaux par pouce (anneaux de 1,3 à 5 mm d'épaisseur) et que une croissance plus lente donne un stock plus pauvre. Par conséquent, l'inspecteur ou l'acheteur de caryer devrait discriminer le bois qui a plus de 20 anneaux par pouce (anneaux de moins de 1,3 mm d'épaisseur). Des exceptions existent cependant,dans le cas d'une croissance normale sur des situations sèches, dans lesquelles le matériau à croissance lente peut être solide et résistant. "[19]

L'effet du taux de croissance sur les qualités du bois de châtaignier est résumé par la même autorité comme suit:

"Lorsque les anneaux sont larges, la transition du bois de printemps au bois d'été est progressive, tandis que dans les anneaux étroits, le bois de printemps passe brusquement dans le bois d'été. La largeur du bois de printemps change peu avec la largeur de l'anneau annuel, donc que le rétrécissement ou l'élargissement de l'anneau annuel se fait toujours aux dépens du bois d'été. Les vaisseaux étroits du bois d'été le rendent plus riche en matière ligneuse que le bois de printemps composé de larges vaisseaux. Par conséquent, des spécimens à croissance rapide avec de larges anneaux ont plus de matière ligneuse que les arbres à croissance lente avec des anneaux étroits: comme plus il y a de matière ligneuse, plus le poids est élevé et plus le poids est élevé, plus le bois est solide, les châtaignes à anneaux larges doivent avoir un bois plus résistant que les châtaignes à anneaux étroits.Cela concorde avec l'opinion acceptée selon laquelle les germes (qui ont toujours de larges anneaux) donnent un bois meilleur et plus résistant que les châtaignes des semis, dont le diamètre est plus lent. "[19]

Dans les bois à porosité diffuse

Dans les bois à porosité diffuse, la démarcation entre les anneaux n'est pas toujours aussi claire et dans certains cas est presque (sinon entièrement) invisible à l'œil nu. Inversement, lorsqu'il y a une démarcation claire, il peut ne pas y avoir de différence notable de structure à l'intérieur de l'anneau de croissance.

Dans les bois à porosité diffuse, comme cela a été dit, les vaisseaux ou les pores sont de taille égale, de sorte que la capacité de conduite de l'eau est dispersée dans tout l'anneau au lieu d'être collectée dans le bois initial. L'effet de la vitesse de croissance n'est donc pas le même que dans les bois à porosité annulaire, se rapprochant davantage des conditions des conifères. En général, on peut dire que ces bois de croissance moyenne donnent un matériau plus résistant que lorsqu'ils poussent très rapidement ou très lentement. Dans de nombreuses utilisations du bois, la résistance totale n'est pas la principale considération. Si la facilité de travail est appréciée, le bois doit être choisi en fonction de son uniformité de texture et de la rectitude du grain, ce qui se produira dans la plupart des cas lorsqu'il y a peu de contraste entre le bois tardif d'une saison et le bois précoce de la suivante.

Bois monocotylédone

Troncs de cocotier , une monocotylédone, à Java. De ce point de vue, ceux-ci ne sont pas très différents des troncs d'un dicotylédone ou d'un conifère

Un matériau de structure qui ressemble au bois ordinaire, «dicotylédone» ou de conifère dans ses caractéristiques de manipulation brutes est produit par un certain nombre de plantes monocotylédones , et celles-ci sont également communément appelées bois. Parmi ceux-ci, le bambou , qui est botaniquement un membre de la famille des graminées, a une importance économique considérable, les tiges plus grandes étant largement utilisées comme matériau de construction et de construction et dans la fabrication de planchers, de panneaux et de placages d'ingénierie . Les palmiers sont un autre groupe végétal majeur qui produit un matériau souvent appelé bois . Les plantes telles que Pandanus , Dracaena et Cordyline sont beaucoup moins importantes . Avec tout ce matériau, la structure et la composition de la matière première traitée sont assez différentes du bois ordinaire.

Gravité spécifique

La propriété la plus révélatrice du bois en tant qu'indicateur de la qualité du bois est la gravité spécifique (Timell 1986) [20], car elle détermine à la fois le rendement en pâte et la résistance du bois. La gravité spécifique est le rapport de la masse d'une substance à la masse d'un volume égal d'eau; la masse volumique est le rapport d'une masse d'une quantité d'une substance au volume de cette quantité et est exprimée en masse par unité de substance, par exemple en grammes par millilitre (g / cm 3 ou g / ml). Les termes sont essentiellement équivalents tant que le système métrique est utilisé. Au séchage, le bois rétrécit et sa densité augmente. Les valeurs minimales sont associées au bois vert (saturé d'eau) et sont appelées gravité spécifique de base (Timell 1986). [20]

Densité du bois

La densité du bois est déterminée par de multiples facteurs de croissance et physiologiques combinés en «une caractéristique du bois assez facile à mesurer» (Elliott 1970). [21]

L'âge, le diamètre, la hauteur, la croissance radiale (du tronc), l'emplacement géographique, le site et les conditions de croissance, le traitement sylvicole et la source des graines influencent tous dans une certaine mesure la densité du bois. Une variation est à prévoir. Au sein d'un même arbre, la variation de la densité du bois est souvent aussi grande ou même plus grande qu'entre différents arbres (Timell 1986). [20] La variation de la gravité spécifique dans le fût d'un arbre peut se produire dans la direction horizontale ou verticale.

Propriétés physiques tabulées

Les tableaux suivants énumèrent les propriétés mécaniques des essences de bois et de bois d'œuvre, y compris le bambou.

Propriétés du bois: [22] [23]

Nom communNom scientifiqueTeneur en humiditéDensité (kg / m 3 )Résistance à la compression (mégapascals)Résistance à la flexion (mégapascals)
Aulne rougeAlnus rubraVert37020,445
Aulne rougeAlnus rubra12,00%41040,168
Cendres noiresFraxinus nigraVert45015,941
Cendres noiresFraxinus nigra12,00%49041,287
Frêne bleuFraxinus quadrangulataVert53024,866
Frêne bleuFraxinus quadrangulata12,00%58048,195
Frêne vertFraxinus pennsylvanicaVert5302966
Frêne vertFraxinus pennsylvanica12,00%56048,897
Frêne d'OregonFraxinus latifoliaVert50024,252
Frêne d'OregonFraxinus latifolia12,00%55041,688
Cendre blancheFraxinus americanaVert55027,566
Cendre blancheFraxinus americana12,00%60051,1103
Bigtooth AspenPopulus grandidentataVert36017,237
Bigtooth AspenPopulus grandidentata12,00%39036,563
Tremble tremblantPopulus tremuloidesVert35014,835
Tremble tremblantPopulus tremuloides12,00%38029,358
Tilleul d'AmériqueTilia americanaVert32015,334
Tilleul d'AmériqueTilia americana12,00%37032,660
Hêtre américainFagus grandifoliaVert56024,559
Hêtre américainFagus grandifolia12,00%64050,3103
Bouleau à papierBetula papyriferaVert48016,344
Bouleau à papierBetula papyrifera12,00%55039,285
Bouleau douxBetula lentaVert60025,865
Bouleau douxBetula lenta12,00%65058,9117
Bouleau jauneBetula alleghaniensisVert55023,357
Bouleau jauneBetula alleghaniensis12,00%62056,3114
ButternutJuglans cinereaVert36016,737
ButternutJuglans cinerea12,00%38036,256
Cerise noirePrunus serotinaVert47024,455
Cerise BlachPrunus serotina12,00%5004985
Châtaignier américainCastanea dentataVert4001739
Châtaignier américainCastanea dentata12,00%43036,759
Peuplier baumier CottonwoodPopulus balsamiferaVert31011,727
Peuplier baumier CottonwoodPopulus balsamifera12,00%34027,747
Cottonwood noirPopulus trichocarpaVert31015.234
Cottonwood noirPopulus trichocarpa12,00%3503159
Cottonwood de l'EstPopulus deltoidesVert37015,737
Cottonwood de l'EstPopulus deltoides12,00%40033,959
Orme d'AmériqueUlmus americanaVert46020,150
Orme d'AmériqueUlmus americana12,00%50038,181
Orme de rocheUlmus thomasiiVert57026,166
Orme de rocheUlmus thomasii12,00%63048,6102
Orme glissantUlmus rubraVert48022,955
Orme glissantUlmus rubra12,00%53043,990
MicocoulierCeltis occidentalisVert49018,345
MicocoulierCeltis occidentalis12,00%53037,576
Butternut HickoryCarya cordiformisVert60031,571
Butternut HickoryCarya cordiformis12,00%66062,3118
Noix de muscade HickoryCarya myristiciformisVert56027,463
Noix de muscade HickoryCarya myristiciformis12,00%60047,6114
Noix de pécan HickoryCarya illinoinensisVert60027,568
Noix de pécan HickoryCarya illinoinensis12,00%66054,194
Hickory d'eauCarya aquaticaVert61032,174
Hickory d'eauCarya aquatica12,00%62059,3123
Mockernut HickoryCarya tomentosaVert64030,977
Mockernut HickoryCarya tomentosa12,00%72061,6132
Pignut HickoryCarya glabraVert66033,281
Pignut HickoryCarya glabra12,00%75063,4139
Shagbark HickoryCarya ovataVert64031,676
Shagbark HickoryCarya ovata12,00%72063,5139
Écorce d'écorce de caryerCarya laciniosaVert6202772
Écorce d'écorce de caryerCarya laciniosa12,00%69055,2125
Févier d'AmériqueGleditsia triacanthosVert60030,570
Févier d'AmériqueGleditsia triacanthos12,00%60051,7101
Criquet noirRobinia pseudoacaciaVert66046,995
Criquet noirRobinia pseudoacacia12,00%69070,2134
Concombre MagnoliaMagnolia acuminataVert44021,651
Concombre MagnoliaMagnolia acuminata12,00%48043,585
Magnolia du sudMagnolia grandifloraVert46018,647
Magnolia du sudMagnolia grandiflora12,00%50037,677
Érable à grandes feuillesAcer macrophyllumVert44022,351
Érable à grandes feuillesAcer macrophyllum12,00%4804174
Érable noirAcer nigrumVert52022,554
Érable noirAcer nigrum12,00%57046,192
Érable rougeAcer rubrumVert49022,653
Érable rougeAcer rubrum12,00%54045,192
Érable argentéAcer saccharinumVert44017,240
Érable argentéAcer saccharinum12,00%4703661
Érable à sucreAcer saccharumVert56027,765
Érable à sucreAcer saccharum12,00%63054109
Chêne rouge noirQuercus velutinaVert56023,957
Chêne rouge noirQuercus velutina12,00%6104596
Chêne rouge CherrybarkPagode QuercusVert61031,974
Chêne rouge CherrybarkPagode Quercus12,00%68060,3125
Chêne rouge laurierQuercus hemisphaericaVert56021,954
Chêne rouge laurierQuercus hemisphaerica12,00%63048,187
Chêne rouge du NordQuercus rubraVert56023,757
Chêne rouge du NordQuercus rubra12,00%63046,699
Chêne rouge PinQuercus palustrisVert58025,457
Chêne rouge PinQuercus palustris12,00%6304797
Chêne rouge écarlateQuercus coccineaVert60028,272
Chêne rouge écarlateQuercus coccinea12,00%67057,4120
Chêne rouge du sudQuercus falcataVert52020,948
Chêne rouge du sudQuercus falcata12,00%5904275
Chêne rouge d'eauQuercus nigraVert56025,861
Chêne rouge d'eauQuercus nigra12,00%63046,7106
Chêne rouge sauleQuercus phellosVert56020,751
Chêne rouge sauleQuercus phellos12,00%69048,5100
Chêne blanc éclatantQuercus macrocarpaVert58022,750
Chêne blanc éclatantQuercus macrocarpa12,00%64041,871
Chêne blanc châtaignierQuercus montanaVert57024,355
Chêne blanc châtaignierQuercus montana12,00%66047,192
Chêne blanc vivantQuercus virginianaVert80037,482
Chêne blanc vivantQuercus virginiana12,00%88061,4127
Overcup Chêne BlancQuercus lyrataVert57023,255
Overcup Chêne BlancQuercus lyrata12,00%63042,787
Poteau Chêne BlancQuercus stellataVert6002456
Poteau Chêne BlancQuercus stellata12,00%67045,391
Chêne des marais Chestnut BlancQuercus michauxiiVert60024,459
Chêne des marais Chestnut BlancQuercus michauxii12,00%67050,196
Chêne blanc des maraisQuercus bicolorVert64030,168
Chêne blanc des maraisQuercus bicolor12,00%72059,3122
chêne blancQuercus albaVert60024,557
chêne blancQuercus alba12,00%68051,3105
SassafrasSassafras albidumVert42018,841
SassafrasSassafras albidum12,00%46032,862
SweetgumLiquidambar styracifluaVert4602149
SweetgumLiquidambar styraciflua12,00%52043,686
Sycomore américainPlatanus occidentalisVert46020,145
Sycomore américainPlatanus occidentalis12,00%49037,169
TanoakNotholithocarpus densiflorusVert58032,172
TanoakNotholithocarpus densiflorus12,00%58032,172
Tupelo noirNyssa sylvaticaVert4602148
Tupelo noirNyssa sylvatica12,00%50038,166
Eau TupeloNyssa aquaticaVert46023,250
Eau TupeloNyssa aquatica12,00%50040,866
Noyer noirJuglans nigraVert51029,666
Noyer noirJuglans nigra12,00%55052,3101
Saule noirSalix nigraVert36014,133
Saule noirSalix nigra12,00%39028,354
Peuplier jauneLiriodendron tulipiferaVert40018,341
Peuplier jauneLiriodendron tulipifera12,00%42038,270
BaldcypressTaxodium distichumVert42024,746
BaldcypressTaxodium distichum12,00%46043,973
Cèdre blanc de l'AtlantiqueChamaecyparis thyoidesVert31016,532
Cèdre blanc de l'AtlantiqueChamaecyparis thyoides12,00%32032,447
Thuya géantJuniperus virginianaVert44024,648
Thuya géantJuniperus virginiana12,00%47041,561
Encens CèdreCalocedrus decurrensVert35021,743
Encens CèdreCalocedrus decurrens12,00%37035,955
Cèdre blanc du NordThuja occidentalisVert29013,729
Cèdre blanc du NordThuja occidentalis12,00%31027,345
Cèdre de Port OrfordChamaecyparis lawsonianaVert39021,645
Cèdre de Port OrfordChamaecyparis lawsoniana12,00%43043,188
Thuya géantThuja plicataVert31019,135,9
Thuya géantThuja plicata12,00%32031,451,7
Cèdre jauneCupressus nootkatensisVert4202144
Cèdre jauneCupressus nootkatensis12,00%44043,577
Douglas taxifoliéPseudotsuga menziesii var. menziesiiVert45026,153
Douglas taxifoliéPseudotsuga menziesii var. menziesii12,00%48049,985
Intérieur West Douglas FirPseudotsuga MenziesiiVert46026,753
Intérieur West Douglas FirPseudotsuga Menziesii12,00%50051,287
Intérieur North Douglas FirPseudotsuga menziesii var. glaucaVert45023,951
Intérieur North Douglas FirPseudotsuga menziesii var. glauca12,00%48047,690
Intérieur du Douglas taxifolié du sudPseudotsuga lindleyanaVert43021,447
Intérieur du Douglas taxifolié du sudPseudotsuga lindleyana12,00%4604382
Sapin baumierAbies balsameaVert33018,138
Sapin baumierAbies balsamea12,00%35036,463
Sapin rouge de CalifornieAbies magnificaVert3601940
Sapin rouge de CalifornieAbies magnifica12,00%38037,672,4
Grand sapinAbies grandisVert35020,340
Grand sapinAbies grandis12,00%37036,561,4
Sapin nobleAbies proceraVert37020,843
Sapin nobleAbies procera12,00%39042,174
Sapin argenté du PacifiqueAbies amabilisVert40021,644
Sapin argenté du PacifiqueAbies amabilis12,00%43044,275
Sapin subalpinAbies lasiocarpaVert31015,934
Sapin subalpinAbies lasiocarpa12,00%32033,559
Sapin blancAbies concolorVert3702041
Sapin blancAbies concolor12,00%3904068
Pruche de l'EstTsuga canadensisVert38021,244
Pruche de l'EstTsuga canadensis12,00%40037,361
Pruche des montagnesTsuga mertensianaVert42019,943
Pruche des montagnesTsuga mertensiana12,00%45044,479
Pruche de l'OuestTsuga heterophyllaVert42023,246
Pruche de l'OuestTsuga heterophylla12,00%4504978
Mélèze de l'OuestLarix occidentalisVert48025,953
Mélèze de l'OuestLarix occidentalis12,00%52052,590
Pin blanc de l'EstPinus strobusVert34016,834
Pin blanc de l'EstPinus strobus12,00%35033,159
Pin grisPinus banksianaVert40020,341
Pin grisPinus banksiana12,00%4303968
Pin à encensPinus taedaVert47024,250
Pin à encensPinus taeda12,00%51049,288
Pin torduPinus contortaVert3801838
Pin torduPinus contorta12,00%4103765
Pin à longues feuillesPinus palustrisVert54029,859
Pin à longues feuillesPinus palustris12,00%59058,4100
Pitch PinePinus rigidaVert47020,347
Pitch PinePinus rigida12,00%5204174
Pin de l'étangPinus serotinaVert51025,251
Pin de l'étangPinus serotina12,00%5605280
Pin ponderosaPinus ponderosaVert38016,935
Pin ponderosaPinus ponderosa12,00%40036,765
Pin rougePinus resinosaVert41018,840
Pin rougePinus resinosa12,00%46041,976
Pin de sablePinus clausaVert46023,752
Pin de sablePinus clausa12,00%48047,780
Pin à feuilles courtesPinus echinataVert47024,351
Pin à feuilles courtesPinus echinata12,00%51050,190
Slash PinePinus elliottiiVert54026,360
Slash PinePinus elliottii12,00%59056,1112
Pin épicéaPinus glabraVert41019,641
Pin épicéaPinus glabra12,00%4403972
Pin à sucrePinus lambertianaVert3401734
Pin à sucrePinus lambertiana12,00%36030,857
Pin de VirginiePinus virginianaVert45023,650
Pin de VirginiePinus virginiana12,00%48046,390
Pin blanc de l'OuestPinus monticolaVert36016,832
Pin blanc de l'OuestPinus monticola12,00%38034,767
Vieux bois de séquoiaSequoia sempervirensVert3802952
Vieux bois de séquoiaSequoia sempervirens12,00%40042,469
Redwood Nouvelle croissanceSequoia sempervirensVert34021,441
Redwood Nouvelle croissanceSequoia sempervirens12,00%3503654
Épinette noirePicea marianaVert38019,642
Épinette noirePicea mariana12,00%46041,174
Épicéa d'EngelmannPicea engelmanniiVert3301532
Épicéa d'EngelmannPicea engelmannii12,00%35030,964
Épinette rougePicea rubensVert37018,841
Épinette rougePicea rubens12,00%40038,274
Épicéa de SitkaPicea sitchensisVert33016,234
Épicéa de SitkaPicea sitchensis12,00%36035,765
Épinette blanchePicea glaucaVert37017,739
Épinette blanchePicea glauca12,00%40037,768
Épicéa mélèzeLarix laricinaVert4902450
Épicéa mélèzeLarix laricina12,00%53049,480

Propriétés du bambou: [24] [23]

Nom communNom scientifiqueTeneur en humiditéDensité (kg / m 3 )Résistance à la compression (mégapascals)Résistance à la flexion (mégapascals)
Interdictions de BalkuBambusa balcooavert4573,7
Interdictions de BalkuBambusa balcooasécher à l'air libre54,1581,1
Interdictions de BalkuBambusa balcooa8,582069151
Bambou épineux indienBambusa bambos9,571061143
Bambou épineux indienBambusa bambos43,0537,15
Bambou hochant la têteBambusa nutans88907552,9
Bambou hochant la têteBambusa nutans874652,4
Bambou hochant la têteBambusa nutans128567,5
Bambou hochant la têteBambusa nutans88,344,788
Bambou hochant la têteBambusa nutans1447,9216
Bambou agglomérantBambusa pervariabilis45,8
Bambou agglomérantBambusa pervariabilis57980
Bambou agglomérantBambusa pervariabilis203537
Bambou birmanBambusa polymorpha95,132,128,3
Bambusa spinosasécher à l'air libre5751,77
Bambou indien en boisBambusa tulda73,640,751,1
Bambou indien en boisBambusa tulda11,96866,7
Bambou indien en boisBambusa tulda8,691079194
bambou dragonDendrocalamus giganteus874070193
Bambou de HamiltonDendrocalamus hamiltonii8,55907089
Bambou blancDendrocalamus membranaceus10240,526,3
Bambou à cordesGigantochloa apus54,324,1102
Bambou à cordesGigantochloa apus15,137,9587,5
Bambou noir de JavaGigantochloa atroviolacea5423,892,3
Bambou noir de JavaGigantochloa atroviolacea1535,794,1
Atter géantGigantochloa atter72,326,498
Atter géantGigantochloa atter14,431,95122,7
Gigantochloa macrostachya896071154
Bambou américain à feuilles étroitesGuadua angustifolia4253,5
Bambou américain à feuilles étroitesGuadua angustifolia63,6144,8
Bambou américain à feuilles étroitesGuadua angustifolia86,346
Bambou américain à feuilles étroitesGuadua angustifolia77,582
Bambou américain à feuilles étroitesGuadua angustifolia155687
Bambou américain à feuilles étroitesGuadua angustifolia63,3
Bambou américain à feuilles étroitesGuadua angustifolia28
Bambou américain à feuilles étroitesGuadua angustifolia56,2
Bambou américain à feuilles étroitesGuadua angustifolia38
Bambou BerryMelocanna baccifera12,869,957,6
Bambou bois japonaisPhyllostachys bambusoides51
Bambou bois japonaisPhyllostachys bambusoides873063
Bambou bois japonaisPhyllostachys bambusoides6444
Bambou bois japonaisPhyllostachys bambusoides6140
Bambou bois japonaisPhyllostachys bambusoides971
Bambou bois japonaisPhyllostachys bambusoides974
Bambou bois japonaisPhyllostachys bambusoides1254
Bambou écaille de tortuePhyllostachys edulis44,6
Bambou écaille de tortuePhyllostachys edulis7567
Bambou écaille de tortuePhyllostachys edulis1571
Bambou écaille de tortuePhyllostachys edulis6108
Bambou écaille de tortuePhyllostachys edulis0,2147
Bambou écaille de tortuePhyllostachys edulis511751
Bambou écaille de tortuePhyllostachys edulis304455
Bambou écaille de tortuePhyllostachys edulis12,560360,3
Bambou écaille de tortuePhyllostachys edulis10,353083
Bambou précocePhyllostachys praecox28,582779,3
OliveriThyrsostachys oliveri5346,961,9
OliveriThyrsostachys oliveri7,85890

Dur contre doux

Il est courant de classer le bois en résineux ou en feuillus . Le bois des conifères (par exemple le pin) est appelé bois tendre, et le bois des dicotylédones (généralement des arbres à feuilles larges, par exemple le chêne) est appelé bois dur. Ces noms sont un peu trompeurs, car les feuillus ne sont pas nécessairement durs et les résineux ne sont pas nécessairement tendres. Le balsa bien connu (un bois dur) est en fait plus tendre que n'importe quel bois tendre commercial. À l'inverse, certains résineux (par exemple l' if ) sont plus durs que de nombreux feuillus.

Il existe une relation étroite entre les propriétés du bois et les propriétés de l'arbre particulier qui l'a produit. [la citation nécessaire ] La densité du bois varie avec les espèces. La densité d'un bois est en corrélation avec sa résistance (propriétés mécaniques). Par exemple, l' acajou est un bois dur à densité moyenne qui est excellent pour la fabrication de meubles fins, tandis que le balsa est léger, ce qui le rend utile pour la construction de modèles . L'un des bois les plus denses est le bois de fer noir .

Chimie

Structure chimique de la lignine , qui représente environ 25% de la matière sèche du bois et est responsable de nombre de ses propriétés.

La composition chimique du bois varie d'une espèce à l'autre, mais est d'environ 50% de carbone, 42% d'oxygène, 6% d'hydrogène, 1% d'azote et 1% d'autres éléments (principalement du calcium , du potassium , du sodium , du magnésium , du fer et du manganèse ) par poids. [25] Le bois contient également du soufre , du chlore , du silicium , du phosphore et d'autres éléments en petite quantité.

Mis à part l'eau, le bois a trois composants principaux. La cellulose , un polymère cristallin dérivé du glucose, en constitue environ 41 à 43%. Vient ensuite l' hémicellulose , qui est d'environ 20% chez les feuillus mais près de 30% chez les conifères. Ce sont principalement des sucres à cinq carbones qui sont liés de manière irrégulière, contrairement à la cellulose. La lignine est le troisième composant avec environ 27% dans le bois de conifères contre 23% dans les arbres à feuilles caduques. La lignine confère des propriétés hydrophobes reflétant le fait qu'elle est à base de cycles aromatiques. Ces trois composants sont entrelacés et des liaisons covalentes directes existent entre la lignine et l'hémicellulose. Un objectif majeur de l'industrie du papier est la séparation de la lignine de la cellulose, à partir de laquelle le papier est fabriqué.

En termes chimiques, la différence entre le bois dur et le bois résineux se reflète dans la composition de la lignine constitutive . La lignine de feuillus est principalement dérivée de l'alcool sinapylique et de l'alcool coniférylique . La lignine de résineux est principalement dérivée de l'alcool de coniféryle. [26]

Extractifs

Outre les polymères structuraux , à savoir la cellulose , l' hémicellulose et la lignine ( lignocellulose ), le bois contient une grande variété de constituants non structurels, composés de composés organiques de bas poids moléculaire , appelés extractifs . Ces composés sont présents dans l' espace extracellulaire et peuvent être extraits du bois à l'aide de différents solvants neutres , comme l' acétone . [27] Un contenu analogue est présent dans le soi-disant exsudat produit par les arbres en réponse à des dommages mécaniques ou après avoir été attaqué parinsectes ou champignons . [28] Contrairement aux constituants structurels, la composition des produits d'extraction varie sur de larges plages et dépend de nombreux facteurs. [29] La quantité et la composition des produits d'extraction diffèrent entre les espèces d'arbres, les différentes parties du même arbre et dépendent de facteurs génétiques et des conditions de croissance, comme le climat et la géographie. [27] Par exemple, les arbres à croissance plus lente et les parties supérieures des arbres ont une teneur plus élevée en produits d'extraction. Généralement, le bois tendre est plus riche en matières extractives que le bois dur . Leur concentration augmente du cambium à la moelle . Écorces et branchescontiennent également des extraits. Bien que les produits d'extraction représentent une petite fraction de la teneur en bois, généralement moins de 10%, ils sont extraordinairement diversifiés et caractérisent ainsi la chimie des essences de bois. [30] La plupart des produits d'extraction sont des métabolites secondaires et certains d'entre eux servent de précurseurs à d'autres produits chimiques. Les extraits de bois présentent des activités différentes, certaines sont produites en réponse à des blessures, d'autres participent à la défense naturelle contre les insectes et les champignons. [31]

Raffinerie de tall oil de Forchem à Rauma , Finlande.

Ces composés contribuent à diverses propriétés physiques et chimiques du bois, telles que la couleur du bois, la fragnance, la durabilité, les propriétés acoustiques, l' hygroscopicité , l'adhérence et le séchage. [30] Compte tenu de ces effets, les produits d'extraction du bois affectent également les propriétés de la pâte et du papier et posent de manière importante de nombreux problèmes dans l' industrie papetière . Certains extractifs sont des substances tensioactives et affectent inévitablement les propriétés de surface du papier, telles que l'adsorption d'eau, le frottement et la résistance. [27] Les extraits lipophiles donnent souvent lieu à des dépôts collants pendant la fabrication de pâte kraft et peuvent laisser des taches sur le papier. Les extraits sont également responsables de l'odeur du papier, ce qui est important lors de la fabricationmatériaux en contact avec les aliments .

La plupart des extraits de bois sont lipophiles et seule une petite partie est soluble dans l'eau. [28] La partie lipophile des produits d'extraction, qui est collectivement appelée résine de bois , contient des graisses et des acides gras , des stérols et des esters stéryliques, des terpènes , des terpénoïdes , des acides résiniques et des cires . [32] Le chauffage de la résine, c'est-à-dire la distillation , vaporise les terpènes volatils et laisse le composant solide - la colophane . Le liquide concentré de composés volatils extrait lors de la distillation à la vapeurest appelée huile essentielle . La distillation de l' oléorésine obtenue à partir de nombreux pins fournit de la colophane et de la térébenthine . [33]

La plupart des produits d'extraction peuvent être classés en trois groupes: les composés aliphatiques , les terpènes et les composés phénoliques . [27] Ces derniers sont plus solubles dans l'eau et sont généralement absents de la résine.

  • Les composés aliphatiques comprennent les acides gras, les alcools gras et leurs esters avec le glycérol , les alcools gras (cires) et les stérols (esters stéryliques). Les hydrocarbures , tels que les alcanes , sont également présents dans le bois. La subérine est un polyester, composé d'acides subériniques et de glycérol, que l'on trouve principalement dans les écorces . Les graisses servent de source d'énergie aux cellules du bois. [28] Le stérol de bois le plus courant est le sitostérol . Cependant, le sitostanol , le citrostadiénol, le campestérol et le cholestérol sont également observés à la fois dans les feuillus et les résineux, bien qu'en faibles quantités. [27]
  • Les principaux terpènes présents dans le bois résineux sont les mono- , sesqui- et diterpènes . [28] Pendant ce temps, la composition en terpène du bois dur est considérablement différente, consistant en triterpénoïdes , polyprénols et autres terpènes supérieurs. Des exemples de mono-, di- et sesquiterpènes sont les α- et β-pinènes , le 3-carène , le β-myrcène , le limonène , les thujaplicines , les α- et β- phellandrènes , l'α-muurolène, le δ-cadinène , les α- et δ-cadinols, α- et β- cèdres , juniperol, longifolène , cis -abiénol, bornéol , acide pinifolique, nootkatine, chanootine, phytol , géranyl-linalol, β-épimanool, manoyloxyde, pimaral et pimarol. Les acides résiniques sont généralement tricycliques terpénoïdes , dont des exemples sont l' acide pimarique , l' acide sandaracopimarique, l' acide isopimarique , l' acide abiétique , l' acide lévopimarique , l' acide palustrique, l' acide néoabiétique et de l' acide déhydroabiétique. On trouve également des acides résiniques bicycliques , tels que l'acide lambertianique, l'acide de la communication, l'acide mercusique et l'acide secodéshydroabiétique. Cycloartenol, la bétuline et le squalène sont des triterpénoïdes purifiés à partir de bois dur. Des exemples de polyterpènes du bois sont le caoutchouc ( cis- polyprène), la gutta percha ( trans- polyprène), la gutta-balatá ( trans- polyprène) et les bétulaprénols ( polyterpénoïdes acycliques ). [27] [28] Les mono- et sesquiterpènes du bois tendre sont responsables de l'odeur typique de la forêt de pins . [27] De nombreux monoterpénoïdes, tels que le β-myrcène , sont utilisés dans la préparation d' arômes et de parfums .[28] Les tropolones , comme l' hinokitiol et d'autres thujaplicines , sont présentes dans lesarbres résistantsà la pourriture et présentent des propriétés fongicides et insecticides . Les tropolones se lient fortement aux ions métalliques et peuvent provoquer une corrosion du digesteurlors du processus de fabrication de pâte kraft . En raison de leurspropriétés de liaison aux métaux et ionophores , les thujaplicines sont notamment utilisées dans les expériences de physiologie. [34] Différents autres in vitroles activités biologiques des thujaplicines ont été étudiées, telles que insecticide, anti-brunissement, anti-viral, anti-bactérien, anti-fongique, anti-prolifératif et anti-oxydant. [35] [36]
  • Les composés phénoliques se trouvent surtout dans le bois dur et l'écorce. [28] Les constituants phénoliques de bois les plus connus sont les stilbènes (par exemple pinosylvine ), des lignanes (par exemple , pinorésinol , conidendrin, acide plicatique , hydroxymatairésinol ), norlignans (par exemple nyasol , puerosides A et B, hydroxysugiresinol, sequirin-C), des tanins ( par exemple l' acide gallique , l' acide ellagique ), les flavonoïdes (par exemple , la chrysine , la taxifoline , la catéchine , la génistéine). La plupart des composés phénoliques ont des propriétés fongicides et protègent le bois de la pourriture fongique . [28] Ensemble avec les néolignans, les composés phénoliques influencent la couleur du bois. Les acides résiniques et les composés phénoliques sont les principaux contaminants toxiques présents dans les effluents non traités de la pâte . [27] Les composés polyphénoliques sont l'une des biomolécules les plus abondantes produites par les plantes, telles que les flavonoïdes et les tanins . Les tanins sont utilisés dans l' industrie du cuir et se sont avérés présenter différentes activités biologiques. [30] Les flavonoïdes sont très diversifiés, largement distribués dans lerègne végétal et ont de nombreuses activités et rôles biologiques. [28]

Les usages

Le carburant

Le bois est utilisé depuis longtemps comme combustible [37], qui se poursuit encore à ce jour, principalement dans les zones rurales du monde. Le bois dur est préféré au bois tendre car il crée moins de fumée et brûle plus longtemps. L'ajout d'un poêle à bois ou d'une cheminée à une maison est souvent ressenti pour ajouter de l'ambiance et de la chaleur.

Construction

La maison Saitta , Dyker Heights , Brooklyn , New York construite en 1899 est faite et décorée en bois. [38]

Le bois est un matériau de construction important depuis que les humains ont commencé à construire des abris, des maisons et des bateaux. Presque tous les bateaux étaient en bois jusqu'à la fin du 19e siècle, et le bois reste d'usage courant aujourd'hui dans la construction de bateaux. L'orme en particulier a été utilisé à cette fin car il a résisté à la pourriture tant qu'il a été maintenu humide (il a également servi de conduite d'eau avant l'avènement de la plomberie plus moderne).

Le bois utilisé pour les travaux de construction est communément appelé bois d' œuvre en Amérique du Nord. Ailleurs, le bois se réfère généralement aux arbres abattus et le mot pour les planches sciées prêtes à l'emploi est le bois . [39] Dans l'Europe médiévale, le chêne était le bois de choix pour toutes les constructions en bois, y compris les poutres, les murs, les portes et les planchers. Aujourd'hui, une plus grande variété de bois est utilisée: les portes en bois massif sont souvent fabriquées à partir de peuplier , de pin à petits nœuds et de douglas .

Les églises de Kizhi , en Russie, font partie des rares sites du patrimoine mondial construits entièrement en bois, sans joints métalliques. Voir Kizhi Pogost pour plus de détails.

Les nouveaux logements domestiques dans de nombreuses régions du monde aujourd'hui sont généralement fabriqués à partir de constructions à ossature de bois. Les produits en bois d'ingénierie occupent une place de plus en plus importante dans l'industrie de la construction. Ils peuvent être utilisés dans les bâtiments résidentiels et commerciaux comme matériaux structurels et esthétiques.

Dans les bâtiments faits d'autres matériaux, le bois sera toujours trouvé comme matériau de support, en particulier dans la construction de toiture, dans les portes intérieures et leurs cadres, et comme revêtement extérieur.

Le bois est également couramment utilisé comme matériau de coffrage pour former le moule dans lequel le béton est coulé pendant la construction en béton armé .

Sol

Le bois peut être coupé en planches droites et transformé en parquet .

Un plancher en bois massif est un plancher posé avec des planches ou des lattes créées à partir d'une seule pièce de bois, généralement un bois dur. Le bois étant hygroscopique (il acquiert et perd de l'humidité des conditions ambiantes qui l'entourent), cette instabilité potentielle limite effectivement la longueur et la largeur des planches.

Les planchers de bois franc massif sont généralement moins chers que les bois d'ingénierie et les zones endommagées peuvent être poncées et rénovées à plusieurs reprises, le nombre de fois n'étant limité que par l'épaisseur du bois au-dessus de la languette.

Les planchers de bois franc massif étaient à l'origine utilisés à des fins structurelles, étant installés perpendiculairement aux poutres de support en bois d'un bâtiment (les solives ou les supports) et le bois de construction massif est encore souvent utilisé pour les sols sportifs ainsi que la plupart des blocs de bois traditionnels, des mosaïques et du parquet .

Produits d'ingénierie

Les produits en bois d'ingénierie, les produits de construction collés «conçus» pour des exigences de performance spécifiques à une application, sont souvent utilisés dans les applications de construction et industrielles. Les produits en bois d'ingénierie collés sont fabriqués en liant ensemble des brins de bois, des placages, du bois ou d'autres formes de fibre de bois avec de la colle pour former une unité structurelle composite plus grande et plus efficace. [40]

Ces produits comprennent le bois lamellé-collé (lamellé-collé), les panneaux structuraux en bois (y compris le contreplaqué , les panneaux à copeaux orientés et les panneaux composites), le bois de placage stratifié (LVL) et d'autres produits de bois de construction composite (SCL), le bois à torons parallèles et les solives en I. [40] Environ 100 millions de mètres cubes de bois ont été consommés à cette fin en 1991. [3] Les tendances suggèrent que les panneaux de particules et de fibres dépasseront le contreplaqué.

Le bois impropre à la construction sous sa forme native peut être décomposé mécaniquement (en fibres ou copeaux) ou chimiquement (en cellulose) et utilisé comme matière première pour d'autres matériaux de construction, tels que le bois d'ingénierie, ainsi que les panneaux de particules , les panneaux durs et le support. -des panneaux de fibres de densité (MDF). Ces dérivés du bois sont largement utilisés: les fibres de bois sont un composant important de la plupart des papiers et la cellulose est utilisée comme composant de certains matériaux synthétiques . Les dérivés du bois peuvent être utilisés pour les types de revêtements de sol, par exemple les sols stratifiés .

Meubles et ustensiles

Le bois a toujours été largement utilisé pour les meubles , tels que les chaises et les lits. Il est également utilisé pour les manches d'outils et les couverts, tels que les baguettes , les cure - dents et autres ustensiles, comme la cuillère en bois et le crayon .

Autre

D'autres développements incluent de nouvelles applications de colle de lignine , des emballages alimentaires recyclables, des applications de remplacement de pneus en caoutchouc, des agents médicaux antibactériens et des tissus ou composites à haute résistance. [41] Au fur et à mesure que les scientifiques et les ingénieurs apprennent et développent de nouvelles techniques pour extraire divers composants du bois, ou pour modifier le bois, par exemple en ajoutant des composants au bois, de nouveaux produits plus avancés apparaîtront sur le marché. La surveillance électronique de la teneur en humidité peut également améliorer la protection du bois de nouvelle génération. [42]

Art

Perle de prière avec l'adoration des mages et la crucifixion , miniature gothique en buis

Le bois a longtemps été utilisé comme médium artistique . Il a été utilisé pour faire des sculptures et des sculptures pendant des millénaires. Les exemples incluent les mâts totémiques sculptés par les peuples autochtones d'Amérique du Nord à partir de troncs de conifères, souvent du cèdre rouge de l'Ouest ( Thuja plicata ).

Les autres utilisations du bois dans les arts comprennent:

  • Gravure sur bois gravure et la gravure
  • Le bois peut être une surface sur laquelle peindre, comme dans la peinture sur panneau
  • De nombreux instruments de musique sont fabriqués principalement ou entièrement en bois

Équipements sportifs et récréatifs

De nombreux types d' équipements sportifs sont en bois ou ont été construits en bois dans le passé. Par exemple, les chauves - souris de cricket sont généralement faites de saule blanc . Les battes de baseball qui sont légalement utilisées dans la Major League Baseball sont souvent faites de bois de frêne ou de caryer , et ces dernières années ont été construites à partir d' érable même si ce bois est un peu plus fragile. Les courts de la NBA sont traditionnellement fabriqués en parquet .

De nombreux autres types d'équipements sportifs et récréatifs, tels que les skis , les bâtons de hockey sur glace , les bâtons de crosse et les arcs de tir à l'arc , étaient généralement en bois dans le passé, mais ont depuis été remplacés par des matériaux plus modernes tels que l'aluminium, le titane ou des matériaux composites tels que comme fibre de verre et fibre de carbone . Un exemple remarquable de cette tendance est la famille des clubs de golf communément appelés les bois , dont les têtes étaient traditionnellement en kakibois aux débuts du golf, mais sont désormais généralement constitués de métal ou (surtout dans le cas des conducteurs ) de composites en fibre de carbone.

Dégradation bactérienne

On sait peu de choses sur les bactéries qui dégradent la cellulose. Les bactéries symbiotiques présentes dans Xylophaga peuvent jouer un rôle dans la dégradation du bois coulé. Des alphaprotéobactéries , des flavobactéries , des actinobactéries , des clostridies et des bactéroïdes ont été détectées dans du bois immergé depuis plus d'un an. [43]

Voir également

  • Burl
  • Charpenterie
  • Bois flotté
  • Dunnage
  • Sylviculture
  • Liste des bois
  • Parquetage
  • Combustible à granulés
  • Bois à pâte
  • Sciure
  • Bois thermiquement modifié
  • Tinder
  • Séchage du bois
  • Économie du bois
  • Composite bois-plastique
  • Préservation du bois
  • Déformation du bois
  • Tournage sur bois
  • Ver à bois
  • Xylologie
  • Xylophagie
  • Xylothèque
  • Xylotomie

Les références

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Liens externes

  • L'association Bois dans la culture
  • The Wood Explorer: une base de données complète sur les essences de bois commerciales
  • APA - The Engineered Wood Association