Bois

Cet article est un article encyclopédique présentant le bois en tant que tel. Si vous souhaitez une présentation du bois comme matériau de construction, allez voir cette page.

Le bois est un tissu végétal (le xylème) qui joue un double rôle chez les plantes vasculaires: conducteur de la sève brute, et tissu de soutien qui donne leur résistance aux tiges. Il sert aussi parfois de tissu de réserve. C'est aussi un matériau apprécié pour ses propriétés mécaniques, pour son pouvoir calorifique et une matière première pour l'industrie chimique, que l'on tire principalement du tronc des arbres. Il a de nombreux usages dans le bâtiment et l'industrie et en tant que combustible. 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 situé entre celui-ci et la moelle ».

Un bois est aussi un lieu planté d'arbres, généralement de petite superficie (par opposition à une forêt, qui désigne une grande étendue boisée).

Caractéristiques du bois

Structure

Le bois est composé de différents types de tissu végétaux : tissu vasculaire, fibres, parenchymes de réserve.

Fibres: faisceaux de cellules résistantes, disposées dans le sens axial ou radial, qui assurent la rigidité et la résistance mécanique du bois.
Tissus vacculaires: formé de vaisseaux, cellules creuses qui servent à conduire la sève brute depuis les racines jusqu'aux feuilles. Chez les résineux ces vaisseaux sont des trachéides.
Parenchymes ligneux: cellules de réserve à parois épaissies et lignifiées, qui accompagnent le tissu vasculaire. Ces cellules participent en outre à la fonction de soutien.

La disposition des tissus, la forme et la taille des cellules est appelée « plan ligneux ». Celui-ci est caractéristique de chaque essence.

L'orientation générale des cellules et des fibres est dans le sens axial, qui détermine le « fil du bois ».

Composition chimique

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

Cellulose (40 à 50 %)
Lignine (20 à 30 %)
Hémicellulose (15 à 25 %)
autres substances organiques : polysaccharides, pentosanes, hexosanes, résines, tannins, colorants, cires, alcaloïdes...
Humidité: rapporté à la matière sèche (bois anhydre), le taux varie de 50 à 100 % pour le bois saturé (bois vert), de 10 à 20 % pour le bois séché à l'air, et 10 % et moins pour le bois séché artificiellement (par micro-ondes).

Propriétés physiques

Résilience
Résistance à la traction et à la compression
Élasticité
Densité: la densité du bois est généralement inférieure à 2 (le bois flotte lorsque sa densité est inférieure à 1) en raison des vides dans sa structure. Cette densité varie fortement en fonction de son degré d'humidité; elle dépend de l'essence et aussi de la station. C'est le paramètre le plus important pour caractériser un bois. On l'exprime normalement pour un taux d'humidité égal à 15 % (moyenne entre l'état anhydre et l'état de saturation). La densité à 15% se situe généralement entre 0,5 et 0,7, mais peut varier considérablement, 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).
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 mélèze, le chêne, le châtaignier... et parmi les moins durables: le sapin, l'épicéa, le hêtre, le peuplier, le tilleul...

Imputresibilité: le liège (écorce du chêne-liège), le mélèze, le douglas (sapin de Douglas, ou pseudotsuga), l'aulne, le séquoia, le robinier faux-accacia, le cédre, le genévrier, l'afrormosia, l'azobe, le cumaru, le tatajuba, le teck, le bangkiraï,
Rétractibilité
Propriétés isolantes: du fait de sa structure cellulaire, qui emprisonne de l'air sous forme de petits volumes, le bois est matériau mauvais conducteur de la chaleur. Cependant sa conductibilité thermique est très variable en fonction de son degré d'humidité, de sa densité et de l'essence considérée, ainsi que de l'orientation par rapport au fil du bois: il est meilleur conducteur dans le sens axial que dans le sens radial. On utilise couramment des panneaux agglomérés en particules de bois comme isolants thermiques.

Un éclat de bois est appelé une écharde.

Altérations du bois

Attaques de champignons
Attaques d'insectes xylophages

De nombreux insectes s'attaquent au bois, soit sur pied (bois vert), soit en grumes dès l'abattage en forêt, soit sec, y compris une fois mis en œuvre (charpentes, meubles...). Ce sont les larves qui creusent des galeries dans les bois, visibles à l'extérieur par des orifices circulaires, les trous de vers. On lutte contre ces insectes par l'application d'insecticides, par injection, trempage, pulvérisation... Cela permet de prévenir les attaques, mais lorsque les dégâts sont constatés, on parle de bois vermoulu, il n'est d'autre méthode que de le remplacer purement et simplement.

Certains bois, riches en résines, sont naturellement résistants aux attaques d'insectes,

Parmi les principaux insectes xylophages, citons :

le capricorne des maisons,
le lyctus,
les vrillettes
les termites

Il est possible de protéger le bois des altérations causées par les champignons et les insectes par des moyens écologiques. L'imprègnation (trempage du bois) est faisable par imersion ou par jet, il s'ensuit automatiquement une pèriode variable de séchage suivant la nature du bois. L'imprégnation peut-être de 2 types; chimique (à base de solvant) ou naturelle (à base d'eau). Il a toutefois été constaté que l'imprégnation chimique est plus résistante face aux intempéries, xylophages, etc. que l'imprégnation à base d'eau. Il est primordial de recouvrir le bois d'une couche de primer et d'une couche de finition pour une protection complète du bois.

Utilisations

Le bois est employé à de multiples usages et sous de multiples formes: brut sous forme de poteaux et rondins, après sciage généralement, et rabotage. Il peut être transformé: lamellé-collé, agglomérés, panneaux de fibres. Comme combustible, sa première utilisation au niveau mondial, il apporte 3000 calories par kg (1 stère de bois équivaut à 0,147 tep). Il est aussi un moyen d'expression artistique dans la marqueterie et la sculpture sur bois.

Bois d'œuvre (exploité en grumes)
- charpentes, traverses de chemins de fer
- bois de marine: mâts, coques...
- sciages grossiers : coffrages à béton, échaffaudages, palettes, emballages...
- sciages rabotés: lambris, parquets, menuiserie, ébénisterie...
- encadrement; lutherie ; allumettes...

Bois d'industrie (exploités en rondins)
- bois de mines, poteaux télégraphiques et autres...
- bois de trituration: pâte à papier, panneaux de fibres et de particules, agglomérés, laine de bois...
Bois de feu (petit bois): bois de chauffage, charbon de bois (carbonisation), bois de distillation...

Bois de tournage: boules, quilles, manches à outils, jouets...
Bois de tranchage: contreplaqués...
Bois de fente: merrains pour la tonnellerie, tavaillons (bardeaux de toiture)...
Bois cintré: chaise « Tonet »
Bois étuvé: placages,....