Comprendre le Bois : Propriétés et Importance

Bois

Introduction : Le bois provient d'arbres, qui sont des éléments naturels et donc organiques. Le bois, en tant que matière première pour l'homme, est soumis aux variations climatiques, ce qui entraîne des différences de cohérence, de densité et d'épaisseur.

Veines et structure

Les veines correspondent aux dessins montrant toutes les variétés de bois et maintiennent une relation avec leur propre structure.

Le bois présente un intérêt particulier, formé par de petits tubes qui transportent l'eau et des minéraux dissous vers les feuilles. Ces vaisseaux conducteurs sont disposés verticalement sur le tronc. Quand on coupe un arbre en parallèle à l'axe du bois, on obtient un grain droit. Cependant, dans certains arbres, les vaisseaux sont disposés en spirale, enroulés autour de l'axe du tronc.

Cambium

Dans les zones tempérées, la croissance n'est pas constante. Le bois produit par le cambium au printemps et en été est plus poreux et de couleur plus claire que celui produit en hiver. Ainsi, le tronc d'arbre est composé d'une paire d'anneaux concentriques formés chaque année, l'un plus léger que l'autre. C'est pourquoi ils sont appelés anneaux annuels.

Croissance, décroissance et décomposition

Au fil des ans, les arbres deviennent de plus en plus grands et encombrants. Il n'est pas facile de faire face à ce processus, étant donné que le bois est un matériau solide qui ne peut être étendu sans se rompre. Le cambium est le tissu qui permet la croissance en épaisseur des tiges et des branches, formant une mince couche de cellules vivantes qui constituent un anneau. Cette structure produit deux types de cellules qui forment les tubes conducteurs : le xylème et le phloème. Le xylème conduit la sève brute (eau, sels et minéraux) vers les feuilles, tandis que le phloème distribue la sève élaborée (eau, amidons alimentaires et autres substances) des feuilles vers le reste de l'arbre. Lorsque les cellules du phloème atteignent la surface, elles forment une croûte qui meurt.

Les arbres ont résolu le problème du poids de leur propre bois à travers les formes adoptées dans les types de soutien, leur permettant d'absorber et de compenser une forte croissance.

Son épaisseur n'est pas toujours uniforme, selon les espèces et les conditions climatiques. Sa croissance annuelle d'épaisseur est observée dans les anneaux, ce qui permet de voir une souche.

Les anneaux lumineux de temps

Les anneaux de croissance des arbres sont superposés les uns aux autres. On peut déterminer l'âge d'un arbre en regardant un journal et en comptant le nombre de ses anneaux et leur largeur, selon que la croissance a été favorable ou défavorable.

Les stades dans le cycle des arbres

• Stade de développement : C'est généralement le stade le plus long, pendant lequel l'arbre croît de manière uniforme et produit du bois.
• Phase d'équilibre : Cette phase peut durer plusieurs années. Le renouvellement des pertes de croissance annuelle est essentiel, sinon, avec l'âge et l'augmentation des pertes, l'arbre peut perdre du bois (en raison de la décomposition).
• Phase de décomposition : C'est la phase finale où les minéraux que l'arbre a accumulés au cours de sa vie commencent à se libérer, contribuant à la formation de l'humus.

Certains arbres dans la forêt chilienne

Araucaria

Nom scientifique : Araucaria araucana. Il pousse dans les montagnes, notamment les volcans et le parc national d'Antuco. On peut également le trouver dans les montagnes de Nahuelbuta.

Ciprés de Guaitecas

Nom scientifique : Pilgerodendron uviferum. On le trouve principalement à Valdivia, sur les îles de la province de Chiloé, Aysén et Magallanes.

Ciprés de la gamme

Nom scientifique : Austrocedrus chilensis. Il pousse entre le río Maipo et le río Palena, principalement dans les contreforts de la cordillère des Andes et sur la côte.

Manio

Trois espèces connues sous ce nom : Podocarpus conspicuus, Podocarpus saligna, Podocarpus nubigena. Ces arbres croissent dans le sud et leur bois est très prisé.

Chêne

Nom scientifique : Nothofagus obliqua. Il se développe entre Curicó et Puerto Montt.

Raulí

Nom scientifique : Nothofagus alpina. Il pousse dans les Andes, notamment autour de Valdivia et Curicó.

Pathologie et défauts du bois

Le bois peut être défini en termes généraux comme une substance dure et durable, utilisée depuis des milliers d'années comme combustible et matériau de construction.

Il est un matériau familier, mais pas toujours de haute technologie, contribuant à la fabrication de nombreux objets de la maison et dans la construction, grâce à sa grande variété et sa beauté. Pour plus de solidité et de légèreté, il est privilégié dans de nombreux pays, notamment dans le secteur de la construction.

Le bois peut être considéré comme un matériau composite complexe, composé de longues cellules tubulaires riches en polymères, unidirectionnelles dans une matrice riche en polymères. En plus des tubes, il contient également un faisceau de fibres de cellulose cristalline partiellement alignées à des angles différents par rapport aux axes des tubes.

Le bois se compose de quatre éléments principaux :

• Les fibres de cellulose : Représentent environ 40% à 50% du bois.
• Cellulose : C'est un polymère thermoplastique naturel avec un degré de polymérisation d'environ 10 000.
• Les extraits : Ce sont des impuretés organiques telles que les huiles, qui fournissent la couleur au bois ou agissent comme des préservatifs contre l'environnement et les insectes.
• Les minéraux inorganiques : Comme la silice, qui causent la détérioration des lames de scie lors du sciage du bois.

Structure fibreuse

Le composant de base du bois est constitué de chaînes de polymères de cellulose configurées pour former des fibres longues. Une grande partie de chaque fibre est à l'état cristallin, les régions cristallines étant séparées par de petits tronçons de cellulose amorphe.

Structure cellulaire

L'arbre est composé de cellules allongées qui ont souvent une relation de sorte que 100 ou plus et représentent environ 95% de la matière solide dans le bois. Les cellules vides sont formées de plusieurs couches construites à partir de micro-fibrilles. La première paroi de la cellule contient des micro-fibrilles orientées de façon aléatoire. À mesure que la paroi cellulaire s'épaissit, trois couches distinctes se forment.

Les deux murs extérieurs et internes contiennent des micro-fibrilles orientées dans deux directions parallèles à la cellule.

Propriétés du bois

Humidité

Le bois contient de l'eau de constitution, une nature inerte organique, saturation en eau, qui s'infiltre dans les parois des éléments ligneux et de l'eau libre absorbée par les vaisseaux capillaires et trachéides (type de cellules qui circulent la sève brute). L'humidité du bois peut être mesurée par des méthodes lourdes, colorimétriques, ou par conductivité électrique, en utilisant des gyromètres électriques.

Ces variations d'humidité dans le bois font qu'il grossit ou rétrécit, changeant ainsi son volume et donc sa densité.

Densité

La densité réelle du bois est approximativement égale pour toutes les espèces, environ 1,56 kg/dm³. La masse volumique varie non seulement d'une espèce à l'autre, mais aussi en fonction de la teneur en eau et des conditions de croissance. Pour trouver la densité moyenne d'un arbre, il faut prélever des échantillons à plusieurs endroits.

La densité apparente d'un bois comprend le volume des vides et des amas. Plus la densité apparente du bois est élevée, plus la surface des éléments résistifs et des pores est importante.

Retrait et gonflement

Le volume du bois est modifié par sa teneur en humidité. Lorsqu'il perd de l'eau, il se contracte, mais cette contraction est minime dans le sens axial ou des fibres qui le composent, ne dépassant pas 0,8%. En revanche, elle peut atteindre 1% à 7,8% dans le sens radial et 5% à 11,5% dans le sens tangentielle.

La contraction est plus importante dans l'aubier que dans le cœur, provoquant des tensions de dessiccation, des fissures ou des torsions dans le bois.

Le gonflement se produit lorsque le bois absorbe de l'humidité. Le volume de bois submergé augmente peu dans le sens axial des fibres (environ 2,5% à 6%), mais l'augmentation de poids oscille entre 50% et 150%.

Les augmentations de volume du bois au point de saturation (20% à 25% d'eau) ne laissent aucune augmentation de volume supplémentaire lors de l'absorption d'eau.

Il est important de tenir compte de ces changements de volume dans les pièces soumises à des fluctuations de sécheresse et d'humidité, afin de permettre l'espace nécessaire pour que ces changements se produisent sans compromettre la stabilité de l'ouvrage.

Habilité

Elle est également appelée la capacité du bois à se fissurer facilement et à se diviser dans le sens longitudinal sous l'action d'une force. La séparation est plus facile dans la direction des rayons. Les bois très habilités incluent le chêne, tandis que d'autres, comme le charme, sont moins habilités.

Conductivité

Le bois sec est un mauvais conducteur de chaleur et d'électricité, mais il devient meilleur conducteur lorsqu'il est humide. La conductivité est supérieure dans le sens longitudinal par rapport au sens radial. Les bois massifs, légers et poreux sont utilisés comme isolants thermiques dans les constructions.

Dilatation thermique

Le coefficient de dilatation linéaire du bois est très faible et peut être négligé.

Durabilité

Le bois est par nature une substance très durable. S'il n'est pas attaqué par des organismes vivants, il peut être conservé pendant des centaines, voire des milliers d'années. Des restes de bois utilisés par les Romains ont été retrouvés presque intacts grâce à des circonstances qui les ont protégés des attaques extérieures.

Les organismes qui attaquent le bois, notamment les champignons, provoquent des dégradations, surtout lorsque le bois est humide.

Défauts du bois

Les défauts sont des anomalies qui modifient la structure du bois, et les maladies qui affectent sa composition peuvent réduire sa résistance.

Les défauts du bois peuvent avoir plusieurs origines :

• a. Déformation : De la structure fibreuse pendant la croissance de l'arbre.
• b. Infections : Dues aux maladies parasitaires, aux attaques d'insectes et de vertébrés.

Les défauts et les maladies du bois sont considérés comme toutes les anomalies des structures, des textures et des préjugés de couleur. Leur utilisation peut être compromise par ces défauts.