Our 3D CAD supplier models have been moved to 3Dfindit.com, the new visual search engine for 3D CAD, CAE & BIM models.
You can log in there with your existing account of this site.
The content remains free of charge.
Licensed under Creative Commons Attribution 3.0 (Jos.).
Le bois est un tissu végétal. Il constitue la plus grande partie du tronc des plantes ligneuses. Le bois assure le rôle de conduction de la sève brute de la racine jusqu’à la feuille et le rôle de soutien mécanique de la plante. Il sert aussi parfois de tissu de réserve.
L’ébénisterie est un exemple d'utilisation du bois dans l'art, consistant à créer des meubles raffinés en couvrant un support en bois massif par une marqueterie constituée de lamelles de différents bois précieux. Ici une table attribuée à Pierre Gole, XVIIe siècle.
Appartements dont les façades sont couvertes de lames de bois, dans la banlieue d'Amsterdam.
La norme NF B 50-003 (définissant la nomenclature 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 ».
Il s'agit d'un des matériaux les plus appréciés pour ses propriétés mécaniques, pour son pouvoir calorifique et comme matière première pour de multiples branches industrielles. Il a de nombreux usages dans le bâtiment et l'industrie (industries papetières, industries chimiques…), et en tant que combustible. Certaines plantes (palmiers, bambous…) produisent des tissus lignifiés mais non issus d'un cambium secondaire : il ne s'agit donc pas de bois.
La discipline qui étudie le bois est la xylologie, une collection d'échantillons de bois s'appelle une xylothèque.
Deux fossiles de plantes vieux de 407 millions d’années, dont les tiges étaient faites de bois, ont été découverts dans la carrière de Châteaupanne (Massif armoricain, Maine-et-Loire). L'importance de cette découverte est double : elle recule de 10 M d'années la date d'apparition du bois[N 1], l'amenant ainsi au début du Dévonien ; et parce que la plante ne mesurait que de 10 à 20 cm de hauteur, elle infirme la théorie jusqu'ici prévalente en prouvant que le bois est apparu avant les feuilles et les graines, et s'est développé à l'origine pour aider la circulation de la sève (liée à la forte diminution de gaz carbonique dans l'atmosphère à cette époque) et non pour soutenir la plante structurellement dans sa croissance comme on le pensait ; cette fonction de support est donc intervenue plus tard dans l'évolution globale des végétaux[1],[N 2],[2].
La structure se compose d'une section transversale, perpendiculaire au tronc ou à la branche. Le bois est dit « bois de bout ». Il y a deux sections longitudinales, dont : la section radiale, longitudinale et parallèle aux rayons. Le bois est dit « bois de fil » ou « bois en fil » ; et la section tangentielle, longitudinale et perpendiculaire aux rayons - également du bois en fil.
Sur la coupe transversale on observe les différentes couches circulaires du bois qui vont du centre vers la périphérie[3] :
Entre le liber et le suber, il existe un second méristème : le cambium subéro-phellodermique (ou phellogène), qui produit le phelloderme du côté interne et le suber du côté externe. Cependant, contrairement au cambium libéro-ligneux le cambium subéro-phellodermique produit plus de suber (vers l'extérieur) que de phelloderme (vers l'intérieur). Il sert en effet à compenser l'expansion de la circonférence de l'arbre, et à limiter les fentes créées par cette expansion[4].
On observe également des structures allant du centre vers la périphérie : les rayons. En observant plus précisément les couches annuelles appelées « cernes », on peut voir qu'ils sont eux-mêmes divisés en deux zones. Le bois de printemps est la première zone formée chaque année ; c'est un bois tendre et riche en vaisseaux. La seconde zone est faite de bois d’été, plus dense et résistant. La différence entre les deux types de bois est plus ou moins visible selon les essences de bois : très visible chez le chêne dont le bois est hétérogène, elle l'est moins pour les arbres dont le bois est homogène comme le hêtre[5]. Ces cernes sont le résultat d'une alternance des saisons, et sont absents chez les bois des arbres intertropicaux qui croissent de manière plus continue.
Il existe deux types de bois, composés de différents types de tissus végétaux :
On le trouve chez les gymnospermes ("résineux").
On le trouve chez les angiospermes (plantes à fleur). Les fonctions de soutien et de conduction sont effectuées par des cellules différentes :
La disposition des tissus, la forme et la taille des cellules, est appelée plan ou rayon ligneux. Celui-ci est caractéristique de chaque essence. Par exemple, il donne ce qu'on appelle « la maillure », qui est l'aspect de la coupe radiale du bois (coupe longitudinale dans le sens du rayon de l'arbre, les rayons ligneux étant observables sous forme de bandes, parfois décoratives). Cette maillure est caractéristique chez le chêne, le hêtre, le platane, le niangon et l'acajou[6]. Les cellules et les fibres sont orientées dans le sens axial, qui détermine le « fil du bois ».
La composition chimique élémentaire du bois varie suivant les espèces. Le bois est constitué d'environ 50 % de carbone, 42 % d'oxygène, 6 % d'hydrogène, 1 % d'azote et 1 % de minéraux[7] (principalement Ca, K, Na, Mg, Fe, Mn). On trouve également du soufre, du chlore, du silicium, du phosphore, et d'autres éléments en faible quantité.
Le bois est constitué principalement de matières organiques (cellulose et lignine) et d'un faible pourcentage (de 1 à 1,5 %) d'éléments minéraux[8]. Il contient également une part d'humidité variable.
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 notamment[11].
Des anomalies de croissance peuvent apparaître : irrégularité des couches annuelles, nœuds vicieux, entre-écorce, fil ondulé (le rebours), fibre torse ou bois vissé, bois madré ou ronceux, broussins (ou loupes)[12]… Les arbres exposés au vent, aux chocs thermiques, ayant été malades ou ayant poussé sur des glissements de terrain, présentent en général plus de ces « défauts » dont certains sont très recherchés en marqueterie.
Le bois peut également souffrir de blessures. Les plaies d'élagages regroupent les nœuds formés à la suite de cassures, naturelles ou non, de branches. Les frottures sont produites par l'arrachage de l'écorce. Les corps étrangers provoquent aussi une réaction de l'arbre avec la création d'un bourrelet de recouvrement[12].Ces poches se créent dans le bois des résineux qui ont été fortement balancés par le vent[13]. Ces « défauts », réputés plus esthétiques que mécaniques, posent des problèmes pour le travail du bois (encrassement des outils) et pour son entretien (écoulements de résine par temps chaud). Les arbres les plus touchés ont généralement poussé sur des lieux secs et exposés au vent (arbres isolés, arbres de lisière 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 dans les années les moins pluvieuses). C'est donc un défaut qui pourrait devenir plus fréquent avec le dérèglement climatique.
Le bois est un matériau combustible. En brûlant, il s'enflamme, produit de la fumée, et dégage des gaz combustibles. Cependant, en construction il est plus résistant au feu qu'une structure métallique[14]. En effet, il garde longtemps ses propriétés mécaniques avant de céder, tandis que le métal a tendance à se plier au bout de quelques minutes de combustion. Cet inconvénient se transforme par ailleurs en avantage quand il s'agit de se chauffer. Le matériau est sensible aux variations climatiques. Ceci aussi devient un avantage en matière de régulation de l’hygrométrie dans les bâtiments
Divers champignons dits lignivores s'attaquent à la lignine et 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. Beaucoup de bois résineux et feuillus bleuissent lorsqu'ils restent exposés aux intempéries. Cette altération est uniquement 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 initiale).
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 très 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.
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 celui-ci en mangeant ses composants, généralement 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 creuse le trou de sortie que l'on voit sur les bois attaqués. En général, quand le bois apparaît déjà 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 préventivement contre ces insectes par l'application d'insecticides en trempages, pulvérisations… Pour ce qui est de la démarche curative, deux cas se présentent. Si le bois est encore mécaniquement viable (dans le cas d'un élément porteur), un traitement curatif peut être appliqué. Il peut s'agir d'injection ou de pulvérisation après sablage. Si les bois sont très attaqués, il faut les remplacer et brûler les bois infestés. Certains bois, riches en principes actifs (insecticides, fongicides naturels), sont naturellement résistants aux attaques d'insectes et de champignons. On parle d'essences naturellement durables. Ce sont cependant souvent des bois durs à croissance lente, dont le renouvellement est donc lent. Les arbres à tanins comme le châtaigner en premier lieu, également le chêne, et certains résineux, sont très résistants. De nombreuses essences résistantes sont d'origine tropicale.
Parmi les principaux insectes xylophages de bois secs, citons[15] : le capricorne des maisons, le lyctus, les vrillettes, et les termites (espèce introduite et devenue envahissante en Europe depuis quelques décennies ; En France, l'occupant d'un immeuble qui constate une infestation par les termites doit le déclarer immédiatement en mairie[N 3].
Il est possible 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 principalement 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 principalement à des bois au-dessus de 20 % d'humidité. En Europe, la France est une des seules nations à imposer un traitement préventif des bois de structure.
Le bois est employé à de multiples usages et sous de multiples formes. C'est une matière renouvelable appréciée par les constructeurs de bâtiments modernes et/ou écologiques, et c'est aussi une source d'énergie renouvelable.
Selon son usage, le bois peut être classé comme suit[16],[17] :
L'utilisation du bois comme combustible est sa première utilisation au niveau mondial : il apporte 3,5 kWh par kg (1 stère de bois équivaut à 0,147 tonne équivalent-pétrole = 1480 kWh). Sa combustion se déroule en trois étapes : le bois est d'abord séché à une température pouvant atteindre 150 °C, ce qui permet d'évaporer l'eau qu'il contient. Puis entre 150 °C et 600 °C a lieu la pyrolyse (décomposition sous l'action de la chaleur). Les composés gazeux du bois sont alors libérés et il se forme du charbon de bois. Enfin, de 400 à 1300 C°, l'amenée d'air (oxygène) entraîne l'oxydation qui constitue le processus de combustion. Ce sont les gaz dégagés par la pyrolyse et le charbon de bois qui brûlent, produisant de l'énergie.
En France, le chauffage domestique a produit 7,4 millions de tonnes équivalent pétrole en 2006, soit plus de trois quarts de la production d’énergies renouvelables. Cependant, cela ne représente que 3,5 % des besoins énergétiques en France[18],[N 4].
Le bois d'œuvre est celui qu'on utilise pour la construction de charpentes de maisons et pour la fabrication d'une multitude d'autres produits, souvent reliés à la construction et à la rénovation résidentielles[19].
Scié à partir de grumes:
La production de bois est le plus souvent le résultat de la sylviculture. La filière bois couvre les secteurs de l’imprimerie, la construction, l’énergie ou encore l’ameublement, où la France est la 4e producteur européen[21]. La construction bois est également un secteur qui se développe avec une hausse de la demande de 20 % en 5 ans. Le bois y est plébiscité pour ses qualités environnementales, en tant que régulateur de l’hygrométrie à l’intérieur du bâtiment mais aussi pour ses qualités thermiques et acoustiques. Le bois transmet la chaleur 15 fois moins vite que le béton et 400 fois moins vite que l’acier[18].
D'après l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), la production mondiale de bois rond a atteint 3 694 millions de m³ en 2014[22].
Les principaux pays producteurs de bois rond en millions m3 en 2014[22] :
Pays | Production | % mondial | |
---|---|---|---|
1 | USA | 398.693 | 10,8 % |
2 | Inde | 356.690 | 9,7 % |
3 | Chine | 336.645 | 9,1 % |
4 | Brésil | 267.653 | 7,2 % |
5 | Russie | 203.000 | 5,5 % |
6 | Canada | 155.997 | 4,2 % |
7 | Indonésie | 113.020 | 3,1 % |
8 | Ethiopie | 109.683 | 3 % |
9 | RD Congo | 85.900 | 2,3 % |
10 | Nigeria | 74.865 | 2 % |
11 | Suède | 73.300 | 2 % |
12 | Chili | 58.712 | 1,6 % |
13 | Finlande | 57.033 | 1,5 % |
14 | Allemagne | 55.613 | 1,5 % |
15 | France | 52.968 | 1,4 % |
16 | Ouganda | 46.190 | 1,3 % |
17 | Ghana | 44.912 | 1,2 % |
18 | Myanmar | 44.286 | 1,2 % |
19 | Mexique | 44.204 | 1,2 % |
20 | Pologne | 40.862 | 1,1 % |
Total monde | 3 694.316 | 100 % |
Source FAOSTAT
La production de masse et les prix à la hausse du bois se traduisent par un nombre d'investissement dans le bois augmentant constamment (Cameroun, Brésil, Panama etc.). Ce processus se démocratise maintenant dans un nombre important de pays européens, dont la France, l’Autriche mais aussi l’Allemagne, en passant par les pays nordiques. Il permet de diversifier ses revenus et surtout d’échapper à l'impôt sur la fortune[23].
Des parcelles de forêts sont vendues à des investisseurs (ou groupe d'investisseurs) qui exploitent ainsi de nombreux hectares afin de tirer profit du nouvel or brun. Achetés au bon moment, les hectares ne coûtent que très peu, il faut néanmoins un certain capital pour les restaurer (plantation, protection contre la faune et la flore pouvant porter atteinte aux nouveaux arbres) et pouvoir en tirer profit par la suite[24]. Il faut en moyenne 5 ans pour que les parcelles achetées commencent à porter leurs fruits, et le double pour rembourser le prix d'achat. L'achat de parcelles forestières rapporte à la fois avec la vente du bois en lui-même (plus le prix du pétrole est haut, plus le bois est cher), mais aussi avec le prix de l'hectare qui a par exemple pris 19 % en 2010, et 11 % en 2011[25].
Ces investissements permettent à la fois d'assurer une production de bois soutenue sans pour autant endommager les ressources naturelles disponibles puisque les plantations sont entretenues dans l'espoir d'avoir une rentabilité sur le long terme (en moyenne 5 ans pour rentabiliser un achat en Amérique du Sud).
Diverses huiles essentielles, 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[réf. souhaitée]. Certains bois tropicaux sont toxiques[26] et d'ailleurs utilisés par des populations autochtones pour produire des poisons (utilisés pour des formes de pêche et chasse dites « traditionnelles »).
Certaines sèves (dont les sèves de type latex[27],[28]) ou écorces peuvent être violemment et parfois mortellement toxiques.
La poussière de bois (cf. sciage, ponçage[29]…) ou issues des champignons (dont moisissures), acariens ou insectes le consommant peut être un puissant allergène, cause de cancers des voies respiratoires[30], et provoquant ou aggravant notamment l'asthme du travailleur[31],[32] ou certaines allergies[29],[33]. La poussière de bois est classée dans le groupe des cancérogènes certains pour l'homme par le CIRC. Les scieurs, menuisiers, bricoleurs et parfois les bûcherons y sont les plus exposés, souvent affectés de rhinites et plus rarement d'asthme, avec rares cas d'urticaire de contact (par exemple avec le Mukali (Aninger robusta)[34]. Quand l'allergie est bien installée, l'asthme ne disparait plus durant le week-end ou les congés[35]. Les pesticides utilisés pour le traitement du bois (fongicides, insecticides), notamment à base d'arsenic peuvent aussi être à l'origine d'intoxications et/ou d'allergies.
Certains bois exotiques contiennent des alcaloïdes ou autres molécules fongicides, bactéricides et insecticides, qui les rendent naturellement résistants aux champignons et insectes. Certaines de ces molécules (composés organiques) sont parfois rémanentes et toxiques ou volatiles[36],[37]. Ils peuvent dans certaines circonstances quitter le bois, qui est donc à éviter pour les plans de travail (en cuisine notamment[38],[39]). Ces molécules sont souvent solubles dans le gras, avec passage percutané possible. Elles peuvent même causer des allergies par contact (dermatites), en particulier à partir du bois de Ramin[40],[41] ou du bois de rose[42], Frullania[43] ou d'autres essences. Pour mieux gérer le risque allergique, il est important que l'étiquetage inclue le vrai nom botanique de l'essence[44] et que ces essences soient répertoriées dans les bases de données toxicologiques ou relatives aux allergies et à la santé au travail[45].
Dans de nombreux pays et en Europe[46], des lois ou règlements précisent quels sont les bois autorisés ou interdits pour le contact alimentaire, pour tout ou partie des aliments en cours de préparation ou préparés (pour des raisons de sécurité alimentaire, les matériaux et objets mis ou destinés à être mis au contact des denrées alimentaires doivent être inertes vis-à-vis des denrées alimentaires).
En France, la DGCCRF a réuni des experts et élaboré des fiches sur la réglementation et les modalités de contrôle de l'inertie des matériaux pour contact alimentaire[47]. Pour la DGCCRF ; « en l'absence de réglementation spécifique au domaine du bois, les essences prévues par l'arrêté du 15 novembre 1945[47],[48], sont admises (sous réserve que le bois ne soit pas moisi ou dégradé, et ne soit pas traité par certains biocides[49]), par extension, pour tout type de contact alimentaire, dans les conditions de contact alimentaire prévues dans cet arrêté »[47] : « pour tout type d'aliments : chêne, charme, châtaignier, frêne, robinier »[47] ; « pour les solides alimentaires : noyer, hêtre, orme, peuplier »[47]; d'autres essences, « traditionnellement utilisées en France au contact alimentaire et/ou qui ont fait l'objet d'une évaluation, ont été depuis reconnues comme aptes au contact alimentaire pour tout type d'aliments : Sapin, Épicéa, Douglas, Pin maritime, Pin sylvestre, Peuplier, Hêtre, Platane, Tremble, Aulne, Olivier, Bouleau »[47],[50].
Quelques essences courantes :
This article uses material from the Wikipedia article "Bois", which is released under the Creative Commons Attribution-Share-Alike License 3.0. There is a list of all authors in Wikipedia
database,rohs,reach,compliancy,directory,listing,information,substance,material,restrictions,data sheet,specification