Bois

Le bois est un tissu végétal. Il forme la plus grande partie du tronc des plantes ligneuses. Il joue un double rôle comme conducteur de la sève brute et tissu de soutien qui donne leur résistance aux tiges.


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Bois - Matière première végétale - Architecture d'intérieur

Bois de chêne.

Le bois est un tissu végétal (le xylème). Il forme la plus grande partie du tronc des plantes ligneuses. Il joue un double rôle comme conducteur de la sève brute et tissu de soutien qui donne leur résistance aux tiges. Il sert aussi quelquefois de tissu de réserve. La norme NF B 50-003 (vocabulaire du bois) le définit comme «un ensemble de tissus résistants secondaires (de soutien, de conduction, et de mise en réserve) qui forment les troncs, branches et racines des plantes ligneuses. Issu du fonctionnement du cambium périphérique, il est localisé entre ce dernier et la mœlle».

C'est un matériau apprécié pour ses propriétés mécaniques, pour son pouvoir calorifique et une matière première pour l'industrie chimique, qu'on tire essentiellement du tronc des arbres et des bambous. Il a de nombreux usages dans le bâtiment et l'industrie, papetière surtout, et comme combustible.

Botanique

Structure

Étude macroscopique

La première observation d'un bois se fait à l'œil nu. Dans un premier temps, on remarque trois sections de référence (une transversale et deux longitudinales) [1].

Sur la coupe transversale, on observe les différentes couches du bois qui sont du centre vers la périphérie[1] :

1- Le cœur
2- Le duramen
3- L'aubier
4- Le cambium
5- Le liber
6- L'écorce

En faisant un analyse spécifique du duramen, reconnu comme bois parfait, on peut observer les couches annuelles nommées «cernes annuelles». les cernes sont elles-mêmes divisées en deux zones. Le bois de printemps est la première zone constituée, c'est un bois tendre et riche en vaisseaux. La seconde zone, le bois d'été, est lui plus dense et résistant. Selon les essences de bois, ces différences sont plus visibles si le bois est hétérogène (chêne) ou moins si il est homogène (hêtre) [2].

Étude microscopique

Coupe transversale d'un chêne. On peut voir les vaisseaux et les rayons ligneux (lignes blanches) et les lignes d'accroissement.

Le bois, selon si c'est un résineux ou un feuillu, se compose de différents types de tissu végétaux

Feuillus

La disposition des tissus, la forme et la taille des cellules est nommée plan ou rayon ligneux. Ce dernier est caractéristique de chaque essence. A titre d'exemple, il donne ce qu'on nomme «la maillure», qui est l'aspect de la coupe radiale du bois (coupe longitudinale dans le sens du rayon de l'arbre). Cette maillure est caractéristique chez le Chêne, Le Hêtre, Le Platane ou encore le Niangon et l'Acajou. L'orientation générale des cellules et des fibres est dans le sens axial, qui détermine le «fil du bois».

résineux

Propriétés chimique

Composition chimique

La Composition chimique est à peu près de 50 % de carbone, 42 % d'oxygène, 6 % d'hydrogène, 1 % d'azote et 1 % de cendre[3].

Constitution chimique

Le bois est constitué essentiellement de matières organiques (cellulose et lignine) et d'un faible pourcentage (de 1 à 1, 5 %) d'éléments minéraux[4]. Il contient aussi une part d'humidité variable.

Propriétés physiques

Hygroscopicité

Pour le bois on parle le plus souvent de taux d'humidité noté H%, dite humidité sur sec (comparé au bois anhydre). Son calcul est le suivant : H% = ( (Masse humide moins Masse anhydre) divisée par la Masse anhydre) x100. C'est à dire : H% = (Masse d'eau pure/Matière sèche) x100. Le taux d'humidité fluctue de 50 à 120 % (ou plus) pour le bois saturé (bois vert), de 10 à 20 % pour le bois séché à l'air (pour le séchage il faut env. 1an/cm d'épaisseur de la planche), et 10 % et moins pour le bois séché artificiellement (par air chaud climatisé, pompe à chaleur ou vide essentiellement) (séchage entre 1 à 3 semaines). Il existe trois types d'eaux dans les bois :

Résilience

Résistance à la traction ainsi qu'à la compression (Le bois a cependant une meilleure résistance à la compression qu'à la traction).

Élasticité
Densité 
la densité du bois est le plus souvent inférieure à 1 (le bois flotte) à cause des vides dans sa structure. Cette densité fluctue fortement selon un certain nombre de paramètres : l'essence, son degré d'humidité, la situation géographique et son climat, la situation du prélèvement dans l'arbre. On exprime cette densité normalement pour un taux d'humidité égal à 15% (la moyenne est entre l'état anhydre et l'état de saturation) [5]. La densité à 15 % se situe le plus souvent entre 0, 5 et 0, 7, mais peut fluctuer énormément, de 0, 1 pour le balsa, 0, 4 pour les bois légers (sapin, épicéa, peuplier), 0, 8 à 1 pour les bois durs (if, teck, olivier), 1, 1-1, 2 pour l'azobé et 1, 3-1, 4 pour le gaïac (bois de fer) [6].
Durabilité 
bien qu'il s'agisse d'un matériau biodégradable, le bois peut durer dans certaines conditions plusieurs siècles, comme en témoignent de nombreuses charpentes de monuments anciens. Les paramètres favorables à la durabilité du bois sont le maintien en atmosphère sèche, la densité élevée, la composition chimique, liée à l'essence (présence de résines, d'oléo-résines, de tanins). Le bois de cœur est plus durable que l'aubier, plus riche en matières fermentescibles. Parmi les espèces les plus durables, on classe le cèdre, le séquoïa, le robinier faux-acacia, le mélèze, le chêne, le châtaignier... et parmi les moins durables : le sapin, l'épicéa, le hêtre, le peuplier, le tilleul...
Schéma de la rétractabilité du bois
Rétractibilité
Propriétés isolantes 
du fait de sa structure cellulaire, qui emprisonne de l'air sous forme de petits volumes, le bois est un mauvais conducteur de la chaleur. Cependant sa conductibilité thermique est particulièrement variable selon son degré d'humidité, de sa densité et de l'essence reconnue, mais aussi de l'orientation comparé au fil du bois : il est meilleur conducteur dans le sens axial que dans le sens radial. On utilise fréquemment des panneaux agglomérés en particules de bois comme isolants thermiques.

Altérations du bois

Colorations et dégradations par des champignons

Divers champignons dits «lignivores» s'attaquent à la lignine ainsi qu'à la cellulose. Ils peuvent s'introduire dans l'arbre à la faveur de blessures, de coupes ou de piqures d'insectes. Ces champignons peuvent être responsables (avant ou après la coupe ou la mise en œuvre du bois) de différentes altérations ; visuelles, mécaniques ou les deux à la fois.

Énormément de bois résineux et feuillus bleuissent quand ils restent exposés aux intempéries. Cette altération est seulement esthétique et n'altère en rien les propriétés du bois attaqué.

En revanche, la pourriture fibreuse, la pourriture cubique (aspect de bois calciné brun) ou la pourriture molle sont des altérations mécaniques du bois causées par des champignons lignivores qui dégradent la lignine et/ou la cellulose du bois. En règle générale, l'attaque d'un bois par les champignons peut se mesurer simplement. Toute attaque est caractérisée par une perte de masse du bois (perte pouvant atteindre 80 % de la masse d'origine).

Le champignon le plus connu et redouté est peut être la mérule pleureuse qui se présente typiquement sous la forme d'une grosse tâche duveteuse blanche qu'on trouve par exemple sous des sols étanches posés sur des planchers de bois qui ont été exposés à l'eau ou sur les poutres ancrées dans un mur particulièrement humide.

Les champignons ne peuvent se développer dans le bois que s'il contient plus de 20% d'humidité. Un bois sec (< 20 % d'humidité) n'est jamais attaqué par les champignons.

Poches de résine (pour les résineux seulement)

Poches de résine dans du pin sylvestre.

Ces poches se créent dans le bois des résineux qui ont été souvent ou dans certains cas fortement balancés par le vent [7]. Ce sont des défauts connus plus esthétiques que mécanique, mais qui posent aussi problème pour le travail du bois (encrassement des outils), et pour son entretien (écoulements de résine par temps chaud). Les arbres les plus touchés ont le plus souvent poussé sur des lieux secs et exposés au vent (arbres isolés, arbres de lisières ou ayant poussé en bordure de cloisonnements forestiers exposés au vent (on a montré que des arbres haubanés présentent moitié moins de poches de résine, et que ce risque augmente les années les moins pluvieuses). C'est par conséquent un défaut qui pourrait devenir plus habituel avec le dérèglement climatique.

Attaques d'insectes xylophages

Ici des fourmis (Camponotus), en symbiose avec un champignon, ont consommé les partie tendres des cernes du bois fourmis
Article détaillé : liste des insectes xylophages.

De nombreux insectes s'attaquent au bois ; quelques espèces s'attaquent au bois sur pied, d'autres plus nombreux s'attaquent aux grumes après l'abattage en forêt (xylophages des forêts) et quelques uns au bois sec une fois mis en œuvre (xylophages de bois secs).

Ce sont les larves qui creusent des galeries dans les bois. Les insectes adultes pondent dans le bois et les larves se développent dans ce dernier en mangeant ses composants, le plus souvent prédécomposés par des champignons et bactéries. Au stade ultime de son développement, la larve devient adulte et sort de son habitat pour se reproduire. C'est à ce moment que l'insecte creusent le trou de sortie qu'on voit sur les bois attaqués. Généralement, lorsque le bois est vermoulu, le travail des insectes est presque terminé. La taille, la géométrie et la nature des galeries et vermoulures permettent de définir quel insecte a attaqué le bois.

On lutte contre ces insectes par l'application d'insecticides trempage, pulvérisation... Il s'agit là d'un traitement préventif. Pour ce qui est de la démarche curative, deux cas se présentent. Soit les bois sont toujours mécaniquement viable (dans le cas d'un élément porteur) et dans ce cas un traitement curatif peut être appliqué. Il peut s'agir d'injection ou de pulvérisation après sablage. Soit les bois sont particulièrement attaqués alors il faudra les remplacer et brûler les bois infestés.

Certains bois, riches en théories actifs (insecticides, fongicides naturels), sont naturellement résistants aux attaques d'insectes et de champignons. On parle d'essences naturellement durables. Ce sont cependant fréquemment des bois durs à croissance lente, et par conséquent à faible vitesse renouvelabilité. La majorité des essences résistantes sont d'origine tropicale, mais le chêne, le chataigner, et certains résineux sont particulièrement résistants s'ils ont été bien séchés et conservés au sec.

Parmi les principaux insectes xylophages de bois secs, citons[8] :

Il est envisageable de protéger le bois des altérations causées par les champignons et les insectes.

Il s'agit d'appliquer un traitement préventif qui contient une base insecticide et fongicide. Ce traitement se fait essentiellement par trempage (immersion dans un bac contenant le produit). Pour les bois de structure, le traitement obligatoire est un traitement classe 2. Le produit utilisé peut être incolore, jaune, vert ou rouge. Il peut aussi être en phase solvant ou en phase aqueuse.

Pour finir, le traitement préventif est quasi inutile si les bois utilisés sont secs. En effet, les insectes (et les champignons) s'attaquent essentiellement à des bois au-dessus de 20 % d'humidité. En Europe, la France est une des seules nation à imposer un traitement préventif des bois de structure.

Défauts naturels du bois

Le bois brûle, le matériau est sensible aux variations climatiques

Autre défauts du bois

Parmi les défauts techniques courants connus du bois, on rencontre les fentes avec la gélivure, la roulure, la cadranure, les gerçures et les fissures internes. Des modifications de la composition chimique des arbres peuvent entrainer une coloration anormale du cœur : le cœur noir pour le frêne ou rouge du chêne surtout[10].

Des anomalies de croissances peuvent apparaitre. L'irrégularité des couches annuelles, les nœuds, l'entre-écorce, le fil ondulé et torse, le bois madré ou ronceux et les broussins (ou loupes) [11]. Les arbres exposés au vent, aux chocs thermiques, ayant été malades ou ayant poussés sur des glissements de terrain présentent plus de risque de défauts.

Le bois peut aussi souffrir de blessures. Les plaies d'élagages regroupent les nœuds constitués suite à cassures naturelles ou non de branches. La frottures sont le fruit de l'arrachage de l'écorce. Les corps étrangers provoquent aussi une réaction de l'arbre avec la réaction d'un bourrelet de recouvrenement[11].

Les dérivés du bois


Utilisations

Disposition typique du bois de chauffage
Maison de bois en construction (Autriche, 2006)
Parquet en chêne massif.
Porte en bois finement ouvragée d'arabesques dans la Grande Mosquée de Kairouan, en Tunisie
Masque baoulé (Côte d'Ivoire)

Le bois est employé à de multiples usages et sous de multiples formes :

Économie

Article détaillé : Filière bois.

La production de bois est le plus fréquemment le résultat de la sylviculture.

Production mondiale par type

D'après Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), la production mondiale de bois rond a atteint 3 342 millions en 2003[13].

Production mondiale par pays

Les pays développés fournissent plus de 70 % de la production industrielle de bois rond[13]. La Russie dispose d'un quart des réserves de bois du monde[14]. Elle est le premier pays exportateur et le secteur représente 4, 3 % du PIB russe[14].

Santé et environnement

Diverses huiles principales, gommes, résines et autres extraits de bois ont une utilisation médicinale depuis l'antiquité, de même que l'inhalation de la fumée de certains bois.

Certaines sèves ou écorces peuvent être violemment toxiques. La poussière de bois (cf. sciage, ponçage.. ) ou issues des champignons (dont moisissures), acariens ou insectes le consommant peut être un puissant allergène. Les scieurs, menuisiers, bricoleurs et quelquefois les bûcherons y sont les plus exposés, fréquemment affectés de rhinites et plus rarement d'asthme, avec rares cas d'urticaire de contact (par exemple avec le Mukali (Aninger robusta) [15]. Lorsque l'allergie est bien installée, l'asthme ne disparait plus durant le week end ou les congés[16].
Les pesticides utilisés pour le traitement du bois (fongicides, insecticides), surtout à base d'arsenic peuvent aussi être à l'origine d'intoxications et/ou d'allergies.

Le bois dans la culture

Symbolique

Notes et références

  1. C. Hazard, J-P. Barette, J. Mayer 1996, p.  24
  2. TECHNOLOGIE DU BOIS - Le bois, inforets. free. fr. Consulté le 26-09-2010
  3. C. Hazard, J-P. Barette, J. Mayer 1996, p.  22
  4. TECHNOLOGIE DU BOIS - La composition chimique du bois, inforets. free. fr. Consulté le 26-09-2010
  5. C. Hazard, J-P. Barette, J. Mayer 1996, p.  18
  6. C. Hazard, J-P. Barette, J. Mayer 1996, p.  11-14
  7. Michæl S. Watta, Geoff M. Downes, Trevor Jones, Maria Ottenschlæger, Alan C. Leckie, Simeon J. Smaill, Mark O. Kimberley and Rod Brownlie ; Effect of stem guying on the incidence of resin pockets; Revue : Forest Ecology and Management (Ed : Elsevier)  ; Vol. 258, Issue 9, 10 Octobre 2009, Pages 1913 à 1917 ; doi :10.1016/j. foreco. 2009.07.032
  8. C. Hazard, J-P. Barette, J. Mayer 1996, p.  36-39
  9. Loi n° 99-471 du 8 juin 1999 tendant à protéger les acquéreurs et propriétaires d'immeubles contre les termites et autres insectes xylophages
  10. C. Hazard, J-P. Barette, J. Mayer 1996, p.  34-35
  11. C. Hazard, J-P. Barette, J. Mayer 1996, p.  33
  12. Lettre de l'innovation, VIA (Valorisation de l'Innovation dans l'Ameublement). Consulté le 26 septembre 2010
  13. La Situation Mondiale de l'Alimentation et de l'Agriculture 2005, Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture. Consulté le 25 septembre 2010
  14. Marie Jégo, «La Russie taxe ses exportations de bois pour développer son industrie», dans Le Monde, 31 août 2007 (ISSN 0395-2037) texte intégral (page consultée le 25 septembre 2010)  ] 
  15. Garces Sotillos M. M. Blanco Carmona J. G. Juste Picon S., Rodriguez Gaston P. et al. Occupational asthma and contact urticaria caused by mukali wook dust (Aningeria robusta. Journal of investigational allergology and clinical immunology, 1995, 5 (2) pp. 113-114
  16. Allergies respiratoires professionnelles génèrées par la poussière de bois (INRS, Document pour le médecin du travail n° 96 / 4ème trimestre 2003)

Annexes

Bibliographie

Liens externes

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 14/12/2010.
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