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Les différents aspects du bois




                    Les différents aspects du bois




                                       Françoise Huber INRA – Nancy
                                                                      Décembre 2011
       Institut National de la Recherche Agronomique
Les différents aspects du bois




                  Le bois, un matériau hétérogène
Les différents aspects du bois
   Origine du bois
                                                              Sur cette rondelle :
                                                               à l’extérieur, l’écorce au sens large du terme,
                                                              qui a un rôle protecteur pour l’arbre,
                                                               au centre, la moelle,
           cambium ou                                          entre l’écorce et la moelle, le BOIS.
           assise libéro-ligneuse
                                                              Le bois est un tissu de formation secondaire ;
                                                              il est issu d’une assise génératrice située
                                                              presque sous l’écorce :
                                                              le CAMBIUM ou ASSISE CAMBIALE ou mieux
                                                              encore ASSISE LIBÉRO-LIGNEUSE.
                                                     moelle
                                                              Le cambium forme une véritable gaine qui
écorce                                                        enveloppe l’arbre à l’exception des extrémités
                                                              des branches où se trouvent les bourgeons.
                                                              Elle ne se voit pas à l’œil nu.


                                                              Deux zones de bois se distinguent sur la photo :
                                                              • une zone claire, l’aubier qui se trouve dans la
                                                              partie externe,
                                                                une zone plus foncée que l’aubier jusqu’à la
                                                              moelle, le duramen, appelé aussi bois de cœur,
                        aubier             duramen
                                                              ou bois parfait.
                                    bois
                                                              La moelle est un tissu primaire formé par
                                                              l’extrémité de la tige ; ce n’est pas du bois.
     rayons ligneux
                                                              L’aubier et le duramen sont traversés par des
                                                              rayons ligneux qui vont de la moelle vers
                                                              l’écorce.

                                                              Tous les arbres n’ont pas un bois avec
                                                              un duramen coloré.
  Coupe transversale
Les différents aspects du bois
Origine du bois
                                   bois




                                          Le cambium est l’usine à bois !

                                          Les cellules du cambium se multiplient et, sur sa
                                          face interne, donnent naissance aux cellules du
                                          bois.




             cellules du cambium
Les différents aspects du bois
Les cellules du bois sont orientées




                                      La majeure partie de ces cellules (90% environ)
                                      ont leur plus grand axe parallèle à l’axe de la tige,
                                      les autres cellules se positionnent
                                      perpendiculairement à ce même axe.
Les différents aspects du bois
 Aspect microscopique


                                                                                             Cellules orientées
                                                                                               moelle-écorce
                                                                                                      =
                                                                  moelle                      cellules radiales




                                                                                             Cellules orientées
                                                                                               racine-cime
                                                                                                     =
                                                                                              cellules axiales



                                                                           Sur une section transversale, apparaissent les
                                                                           différentes orientations des cellules.
                                                                           Le grand axe des cellules des rayons ligneux est
                                                                           orienté de la moelle vers l’écorce. Elles sont dites
                                                                           cellules radiales ou cellules couchées. Sur cette
                                                                           image elles montrent leur paroi. Cette orientation
                                                                           les fait ressortir d’une couleur différente sur les
                                                                           rondelles de bois.
                                                                           Les autre cellules sont des « tuyaux » qui auraient
                                                                           été coupés perpendiculairement à leur axe ne
                                                                           laissant voir que leur cavité et la section de la paroi
                                                                           de ce « tuyau » : ce sont des cellules axiales.
Plan transversal montrant l’orientation des cellules (Peuplier)            Rappel : La plus grande partie des cellules du bois (90% environ) ont
                                                                           leur plus grand axe parallèle à l’axe de la tige, les autres cellules se
                                                                           positionnent perpendiculairement à celui-ci.
Les différents aspects du bois
Aspect macroscopique
Aspect macroscopique




                                                              Sur chaque rondelle, il y a une succession
          Accroissements annuels                              d’anneaux concentriques : ce sont les cernes
                                                              (un cerne) qui représentent les accroissements
                                                              annuels, c’est à dire la quantité, l’épaisseur de
                                                              bois que fabrique l’arbre au cours d’une année de
                                                              végétation.
                                                              C’est à l ’intérieur de chacun de ces cernes que
                                                              s’exprime le plan ligneux.


                                                              Lorsque les conditions sont favorables, il y a
                                                              reprise de l’activité cambiale. Les cellules entrent
                                                              en multiplication. Sur sa face interne, les cellules
                                                              se différencient en cellules du bois.
                                                              Les conditions environnementales devenant
                                                              défavorables, le cambium diminue son activité
                                                              pour la cesser totalement en fin d’été.
                                                              Pour qu’il y ait présence de cernes annuels,
                                                              il faut qu’il y ait des saisons.
                                                              Ce qui implique que des cernes annuels vrais
                                                              n’existent pas chez les espèces des zones
                                                              tropicales ou sub-tropicales.




                          Université de Laval : A. CLOUTIER
Les différents aspects du bois
Le plan ligneux



                                                                     La répartition des différents types de cellules
                                                                     dans l’espace, leurs proportions, leurs tailles,
                                                                     constituent le plan ligneux et font du bois un
                                                                     matériau hétérogène, dont l’aspect diffère en
                                                                     fonction des plans d’observation.
                                    Plan radial                      Cependant, le plan ligneux est sous contrôle strict
                                                                     de la génétique. Il est caractéristique d’une
                                                                     essence donnée :
                                                                     un hêtre ne fera jamais un bois qui ressemble à
                                                  Plan transversal   un bois de chêne.


                                                                     On distingue 2 grands types de bois :
                                                                     - le bois des résineux ou gymnospermes,
                                                                     - le bois des feuillus ou angiospermes.


                                                                     La constance du plan ligneux et la grande
                                                                     variabilité de son anatomie permettent de
                                                                     présager des propriétés mécaniques et physiques
                                                                     du matériau bois. Elle permet aussi de participer
                                                                     à la reconstitution des climats et de procéder à
                                                                     des datations en archéologie, en histoire, pour les
                                                                     œuvres d’art ainsi que pour authentifier des
                  Plan tangentiel                                    antiquités...
Les différents aspects du bois



                 Le bois des résineux ou gymnospermes
Les différents aspects du bois
  Le bois des résineux ou gymnospermes




écorce

                                             bois final




                                                                     Chaque année les résineux mettent en place, au
                                                                     début de la saison de végétation, le bois dit
                                             1 année de croissance   bois de printemps ou bois initial.

                                                                     Ce bois est formé de cellules à parois fines, la
                                                                     matière ligneuse y est peu abondante et le bois
                                                                     est de couleur plus claire que celui formé en fin de
                                                                     saison.
                                         moelle
                                                                     Ce dernier dit, bois d’été ou bois final,
                                                                     possède des cellules à parois épaisses. La
                                                                     matière ligneuse y est abondante et le bois est
                                                                     plus coloré que celui de début de saison.
              bois initial
Les différents aspects du bois
Le bois des résineux ou gymnospermes




                                       ponctuations aréolées

                                                               Chez les résineux les cellules de base sont
                                                               réduites à 2 types : les trachéides et les cellules
                                                               de parenchyme mais l’essentiel du bois est formé
                                                               par des trachéides.


                                                               Ce sont des cellules fusiformes fermées à lumen
                                                               important dont la faible épaisseur des parois en
                                                               début de végétation permet des échanges
                                                               transmembranaires facilités par la présence de
                                                               ponctuations aréolées.

                                                               Au cours de la saison de végétation, la paroi
                                                               s’épaissit, la taille du lumen diminue. En fin de
                                                               saison de végétation, ces trachéides, par
                                                               l’épaississement de leur paroi, verront cette
                                                               fonction d’échange pratiquement disparaître.
                                                               Elles auront un rôle de soutien pour l’arbre.




Plan transversal
Les différents aspects du bois
Le bois des résineux ou gymnospermes

                                           bois final




                                       cambium




                                                        A la fin de la saison de végétation, le cambium s’arrête
                                                        brutalement de fonctionner.
                                                        Il attend des conditions de température et
                                                        d’environnement plus favorables pour qu’à nouveau
                                                        ses cellules se multiplient et fabriquent du bois de
                                                        printemps puis du bois d’été.




Plan transversal
Les différents aspects du bois
 Le bois des résineux ou gymnospermes



                Les rayons ligneux d’épicéa




                                              empilement
                                              des cellules
                                              formant
                                              les rayons
                                              ligneux




                                                             Comme dans tout bois, chez les résineux il y a
                                                             des rayons ligneux. La cellule fondamentale
                                                             est la cellule de parenchyme dont l’orientation
                                                             est radiale.

   ponctuations simples des
   cellules parenchymateuses
   des rayons ligneux


Coupe : plan radial
Les différents aspects du bois
Le bois des résineux ou gymnospermes



                                       Epicea




                                                ponctuations du champ de
                                                croisement (avec les rayons
                                                ligneux)

                                                  ponctuations aréolées




                                                 trachéides    Sur les parois radiales-longitudinales des
                                                               trachéides, se trouvent les zones
                                                               préférentielles d’échange,
                                                               les ponctuations aréolées, nombreuses
                                                               dans le bois de printemps.

                                                               ainsi que les zones d’échanges entre ces
                                                               mêmes trachéides et les rayons ligneux,
                                                               les champs de croisement.


Plan radial
Les différents aspects du bois
Le bois des résineux ou gymnospermes




  Trachéides et leur ponctuation dans le plan transversal


      Trachéide 1




             Ouverture de la                                La coupe transversale montre l’aréole où se font,
                               Torus   Limite de la
             ponctuation                                    de façon préférentielle, les échanges membranaires
                                       ponctuation
                                                            entre 2 trachéides.


                                                            Ces échanges ont lieu dans la région appelée
                                                            « torus ». Il n’y a pas de véritable ouverture,
                                                            de véritable trou pour la circulation de la sève dans
                                         Trachéide 2
                                                            le bois des résineux.
                                                            Il est à noter que le bois, quelle que soit l’essence
                                                            considérée, résineux ou feuillus, conduit toujours la
                                                            sève ascendante.
Les différents aspects du bois
    Le bois des résineux ou gymnospermes




               Passage bois final-bois initial chez un résineux
                                                                                                 La différence d’épaisseur des parois marque
                                                                                                 de façon nette la transition entre la croissance
                                                                                                 de deux années successives.
                                                                         bois initial
                                                                         (année n+1)
                                                                                                 De plus le passage entre les différentes
                                                                                                 années ne perturbe en rien l’alignement radial
                                                                                                 des cellules. C’est un grande caractéristique
bois final                                                                                       du bois des résineux.
(année n)




                                                                                        Arrêt brutal de l’activité cambiale
                                                                                                         =
                                                                                                 limite de cernes




                                                      Photo : P. PERRE




     Plan transversal
Les différents aspects du bois
 Le bois des résineux ou gymnospermes

                                                             Bien que le plan ligneux des résineux soit
                                                             simple, les bois de sapin et d’épicéa
                                                             peuvent se distinguer à l’œil nu par la
                                                             présence, chez l ’épicéa,
                    Sapin                                    de canaux résinifères, absents chez le
                                                             sapin.


                                                   Epicéa




                   Pas de canaux
                     résinifères



                                        Présence d’un canal résinifère


Plan transversal
Les différents aspects du bois
 Le bois des résineux ou gymnospermes




                                                                                   Les canaux résinifères axiaux
                                                                                   Ce sont des cellules de parenchyme qui
                                                                                   s’organisent autour d’un espace et qui
                                                                                   délimitent ainsi un trou, un canal dit
                                                                                   canal résinifère.
                                                                                   Dans ce canal, les cellules déversent de
                                                                                   la résine, substance qu’elles secrètent.



                                                                                   Ces canaux résinifères se distinguent à
                                                                                   l’œil nu car ils ont tendance à se trouver
                                                                                   dans la région du bois final où ils
                                                                                   apparaissent comme des taches
                                                                                   blanches.




                                canaux résinifères axiaux
                                                            cellules sécrétrices



Plan transversal
Les différents aspects du bois
 Le bois des résineux ou gymnospermes




  Pin maritime                                                            Chez le pin maritime, les nombreux canaux
                                                                          résinifères peuvent atteindre 450µm de diamètre.
                                                                          Chez cette essence, ils sont répartis dans
                                                                          l’ensemble du cerne.




                                        Canaux résinifères




                                                             La présence ou l’absence de canaux n’est pas le seul paramètre
                                                             de reconnaissance des résineux.
                                                             D’autres critères existent, qui ne font pas appel à l’observation du
                                                             plan ligneux mais cependant en dépendent .
                                                             L’odeur résulte de la présence de cellules de parenchyme dans le
                                                             bois ; s’il n’a pas d’odeur, soit il n’a pas de cellule de parenchyme,
                                                             soit les oléorésines qu’elles renferment ne sont pas odorantes.




Plan transversal
Les différents aspects du bois
Le bois des résineux ou gymnospermes


                         Les grands groupes de bois de résineux

                Avec canaux résinifères                Sans canaux résinifères

     Petits canaux
                                                       -if : limites de cernes flexueux
      -épicéa : leur taille est de 50 à 100µm
                                                       -sapin : mauvaise odeur à la
      -pin sylvestre : les canaux ont une taille de    coupe
     100 à 200µm
                                                       -cèdre : bois odorant
      -douglas : bois final bien marqué, des
                                                       -genévrier : odeur de crayon
     canaux de 200µm


     Gros canaux
     -pin maritime : canaux de 500µm
Les différents aspects du bois



                 Le bois des feuillus ou angiospermes
Les différents aspects du bois
 Le bois des feuillus ou angiospermes


                                                    Les feuillus ont un plan ligneux plus complexe
                                                    que celui des résineux et très varié selon les
                        Chêne                       essences, ce qui permet une reconnaissance
                                                    parfois plus aisée.




                                        vaisseaux   La grande différence entre le bois des feuillus
                                                    et le bois des résineux, c’est la présence
                                                    de vaisseaux chez les feuillus.

                                                    Ce sont des cellules qui ont leurs extrémités
                                                    percées, accolées les unes au bout des autres
                                                    et forment des « tuyaux » discontinus.

                                                    Chez les feuillus existent aussi :
                                                    - des cellules avec des parois épaisses, ce
                                                    sont les fibres (de différents types),
                                                    - des cellules de parenchyme, dont certaines
                                                    constituent les rayons ligneux.




Plan transversal
Les différents aspects du bois
 Le bois des feuillus ou angiospermes
                                                              Exemple de 2 types de plan ligneux
                                                              chez les feuillus
                                        Chêne : bois à zone
                                        initiale poreuse

                                                              Les feuillus renferment différents tissus et leur
                                                              répartition diffère selon les essences.

                                                                    Cette grande variété de tissus, de taille
                                                                    de cellules, d’organisation conduit à
                                                                    distinguer 3 grands types de bois :
                                                                    - des bois à zone initiale poreuse : le
                                                                    modèle en est le bois du chêne,
                                                                    -des bois à pores diffus, comme le bois
                                                                    du hêtre,
                                                                    - des bois homogènes.




         Hêtre : bois à pores diffus




Plans transversaux
Les différents aspects du bois
 Le bois des feuillus ou angiospermes

          Bois à zone initiale poreuse
                                                                                  Le type même du bois à zone initiale
                                                                                  poreuse est le bois de chêne.

          Bois de printemps      Bois d’été                                       Sur la coupe, apparaissent des gros rayons
                                                                                  ligneux caractéristiques du bois de chêne
                                                                                  qui donneront des figurations pour les
                                                                                  meubles d’ébénisterie.
                                                            gros rayons ligneux   Dès la reprise de la végétation, avant le
                                                                                  débourrement des bourgeons pour le chêne
                                                                                  indigène, se forme une zone de gros
                                                            petit rayon ligneux   vaisseaux, c’est le bois initial ou bois de
                                                                                  printemps.

                                                                                  Ces vaisseaux ont un diamètre moyen de
                                                                                  300µm. Ils ont le même rôle que les
                                                                                  trachéïdes du bois initial des résineux : ils
                                                                                  véhiculent la sève. Les échanges doivent
                                                                                  se faire rapidement, d’ou leur taille.

                                                                                  Puis il y a un arrêt brutal de la formation de
                                                                                  ce type de bois. C’est alors le bois final
                                                                                  ou bois d’été qui se forme. Les vaisseaux
                                                                                  sont plus petits et ordonnés en plages dans
                                                                                  lesquelles se trouvent aussi des cellules de
 Moelle                                           Ecorce                          parenchyme, en alternance avec des
                                                                                  plages de fibres. Les fibres, cellules à
                                           parenchyme et petits                   parois épaisses, donnent au bois sa dureté.
   vaisseaux du bois initial              vaisseaux du bois final
                         fibres du bois final
Plan transversal
Les différents aspects du bois
 Le bois des feuillus ou angiospermes

          Bois à zone initiale poreuse
                                                 Deux autres exemples de bois à zone initiale
                                                 poreuse :

                                         Frêne   - le frêne montrant un bois initial bien distinct du
                                                 bois final, ce bois final étant pauvre en vaisseaux
                                                 dispersés,
                                                 - l’orme : le bois final de cette essence se
                                                 caractérise par des plages sinueuses de
                                                 vaisseaux.




Plan transversal                                                  Orme
Les différents aspects du bois
Le bois des feuillus ou angiospermes

        Bois à zone initiale poreuse



        Des essences à zone initiale poreuse :
              - chêne
              - châtaignier
              - robinier ou faux-acacia
              - orme
              - frêne
              - tamarix
              - cytise
                                                 Fleur de cytise
              - etc…
Les différents aspects du bois
Le bois des feuillus ou angiospermes

        Bois à pores diffus
                                                                          Le bois du hêtre est l’exemple de bois à pores
                                                                          diffus.
    Moelle                  Hêtre              Ecorce
                                                                          Les vaisseaux sont répartis dans tout le cerne
                                                                          et leur taille diminue de façon progressive entre
                                                              vaisseaux   le début de la reprise de l’activité cambiale au
                                                                          printemps et la fin de l’été. Il n’est donc pas
                                                                          possible de délimiter bois initial et bois final.
                                                                          Le bois de hêtre se caractérise par la présence
                                                                          de rayons ligneux abondants, visibles à l’œil nu
                                                                          qui se dilatent au passage entre 2 cernes.
                                                         rayons ligneux
                                                                          Entre ces vaisseaux se trouvent des petits
                                                                          rayons ligneux, des cellules de fibres et de
                                                                          parenchyme.




  Début de l’activité de la         Fin de l’activité de la
        végétation                       végétation


 Coupe : plan transversal
Les différents aspects du bois
Le bois des feuillus ou angiospermes

        Bois homogène

                         Erable




                                                      Dans les essences à bois homogène, la taille et la
                                                      répartition des vaisseaux sont pratiquement
                                                      constantes dans l’ensemble du cerne. Les limites
                                                      de cernes sont parfois difficiles à observer.




                    Bois final         Bois initial
Les différents aspects du bois
Le bois des feuillus ou angiospermes



                           Les grands groupes de bois de feuillus

       bois à zone initiale poreuse      bois à pores diffus               bois homogènes


             - chêne                        - hêtre                              - peuplier
             - châtaignier                  - platane                            - érable
             - robinier                     - charme                             - sorbier
             - frêne                        - etc…                                - buis
             - orme,                                                             - fruitiers
             - etc...                                                            - etc...


                                                        Pour une même espèce, il est parfois difficile de classer le
                                                        bois dans la catégorie des bois à pores diffus ou des bois
                                                        homogènes.
Les différents aspects du bois


            En résumé : les grands types de plans ligneux

                 Les résineux                      Les feuillus

           Bois sans vaisseaux          Bois possédant des vaisseaux


       - bois sans canaux résinifères   - bois à zone initiale poreuse
       - bois avec canaux résinifères   - bois à pores diffus
                                        - bois homogène
Les différents aspects du bois




                  Le bois au cours du temps
Les différents aspects du bois
           L’âge du bois
                                                                                                                                      Près de la moelle, le bois est toujours mis
                                                                                                                                      en place par un cambium jeune,
                                                                                                                                      lui-même résultant de la différenciation
Coupe radiale d’un arbre schématique montrant l’empilement des cernes successifs                                                      de cellules liées à la croissance primaire
au cours sa croissance.                                                                                                               (niveau B).
                                                                                                                                      En revanche plus le cambium est loin de
                                                                                                                                      la moelle, plus il est âgé. A la base de
                                                                                                                                      l’arbre, il a l’âge de l’arbre lui-même
                                                                               Vue de la coupe
                                                                               au niveau B                                            (niveau A).
                       Niveau B                    Niveau B
   Branches
                                                                                                 2 ans     1 an      Bois juvénile    Le bois formé en 2011, à la base de la
                                                                                                                                      souche de l’arbre est un bois adulte, il
                                                                                                                                      s’est développé loin des branches, formé
                                                                                                                                      par un cambium âgé (112 ans).
                                                                           Vue de la coupe
                                                                           au niveau A
                                                                                                                                      En revanche, le bois formé en 2011 à la
                                                                                                                  3 ans 2 ans 1 an
                                                                                                 111 ans                              cime de l’arbre, bien que formé la même
                                                                                                                   3 ans 2 ans 1 an   année, est un bois juvénile car il a été
                                                                                      112 ans                                         mis en place en présence de branches
                                                                                                                                      vivantes et par un cambium formé lors de
                                                                                                                                      la mise en place de la croissance apicale
                                                                                                                                      de 2011.

    Niveau A                                                              Niveau A




         2011 2010……… 1902 1901 1900     1 an 2 ans ………………..…112 ans
           Années de formation du bois   Age de l’arbre correspondant à
                                          l’année de formation du bois     2011   2010….…1902 1901 1900
Les différents aspects du bois
             Age du cambium et âge du bois

Année 1900                                                                                                           Année 2011
             1 an 2 ans 3 ans                                                              110 ans 111 ans 112 ans
                 I     I       I                                                       I           I        I        Age de l’arbre
             112 ans 111 ans 110 ans                                                              3 ans 2 ans 1 an
                     I       I       I                                                          I      I      I      Age du bois

      Moelle

                                                                                                                              Ecorce

                    Bois juvénile                                          Bois adulte
                                                                                                                 Cambium




          Le bois a été mis en place par                           Le bois a été mis en place par un
         un cambium jeune et avec des                             cambium âgé, sans branche vivante
         branches vivantes sur le tronc.                            sur le tronc, c’est un bois adulte.

                    Ce bois est âgé.                                      Ce bois est jeune.



 Sur ce schéma, le bois est prélevé à la base d’un arbre âgé de
 plusieurs décennies. Bois juvénile et bois adulte ont des
 caractéristiques anatomiques différentes
Les différents aspects du bois
        Effet de l’âge du cambium sur l’anatomie du bois : cas du chêne




  Bois adulte                                                                                       écorce



                                                                                                    rayon ligneux




Bois juvénile




                                                                          La radiographie du bois de chêne montre un bois
                                                                          juvénile riche en fibres (plages blanches).
                                                                          Quant au bois adulte, il possède des vaisseaux plus
                    fibres      vaisseaux    parenchyme et
                                                                          importants en taille, et son bois est plus riche en
                                             petits vaisseaux             parenchyme.
Les différents aspects du bois
   La duraminisaton




                                 Avec l’âge, il peut y avoir un changement de teinte du
                                 bois, c’est la duraminisation visible.


                                 La duraminisation avance au fur et à mesure que se
                                 crée du bois sous l’écorce. Elle n’est cependant pas
                                 toujours visible.


                                 Elle est le résultat de réactions chimiques complexes et
                                 peut s’accompagner de modifications anatomiques.
Les différents aspects du bois
             La duraminisaton

Année 1900                                                                                               Année 2011
             1 an 2 ans 3 ans                                                  110 ans 111 ans 112 ans
                 I     I       I                                           I           I        I        Age de l’arbre
             112 ans 111 ans 110 ans                                                  3 ans 2 ans 1 an
                     I       I       I                                              I      I      I      Age du bois

     Moelle                                                                                                   Cambium
                                                  Duramen                                    Aubier
                                                                                                                 Ecorce



                              Le bois a été mis en place il y a            Le bois a été mis récemment en
                              longtemps par un arbre jeune,                    place par un arbre âgé,
                                                                                       le bois est récent
                                         le bois est vieux
                                                                  La duraminisation se produit dans le bois le plus vieux, le plus
                                                                  âgé, celui qui s’est formé il y a longtemps.
                                                                  Les cellules qui se trouvent à la limite de l’aubier et du duramen
                                                                  subissent des transformations chimique, physique et parfois
                                                                  anatomique.
                                                                  La sève ne circule plus, la quantité d’eau diminue ainsi que les
                                                                  réserves telles que l’amidon.
                                                                  En revanche il y a une augmentation de substances comme les
                                                                  polyphénols (tannins), de matières colorantes élaborées par les
 Sur ce schéma, le bois est prélevé à la base d’un arbre âgé de
                                                                  cellules de parenchyme (les rayons ligneux).
 plusieurs décennies
                                                                  Sur le plan anatomique, des thylles se forment dans les vaisseaux
                                                                  de certaines essences.
Les différents aspects du bois
          La duraminisaton chez certains feuillus


                         Thyllose



                                                      vaisseaux
                                                                  Les thylles sont des excroissances
                                                    thylles       membranaires des cellules voisines des
                                                                  vaisseaux. Ils ont la faculté de boucher les
                                                                  vaisseaux.


                                                                  Dans le cas des tonneaux, ce sont les thylles
                                                                  qui, bouchant les vaisseaux, les rendent
                                                                  étanches.


                                                                  Le duramen coloré renferme des substances
                                                                  qui le protègent contre l’attaque des insectes,
                                                                  des champignons et autres vermines.




Plan transversal
Les différents aspects du bois
   Les thylles



     Vue tranversale




                                       Chez le chêne indigène, les thylles sont des
                                       membranes issues des petits rayons ligneux.


                                       Au départ ce sont des ballonnets. Puis leur nombre
                                       et leur taille augmentent, par manque de place
                                       dans les vaisseaux, ils vont être comprimés et
                                       déformés.




                       Vues radiales
Les différents aspects du bois
    La duraminisaton en résumé



    Essences à duraminisation visible
  - cèdre                        - robinier
  - genévrier                    - chêne
  - séquoia                      - châtaignier
  - douglas                      - noyer
  - pin                          - merisier



 Essences à duraminisation non visible
  - sapin                        - hêtre
  - épicéa                       - charme
                                 - peuplier      Cette liste n’est pas exhaustive.
Les différents aspects du bois




                  Bois, sylviculture, environnement
Les différents aspects du bois
 Effet de la variation de croissance sur le bois



                                                   Coupe d’épicéa




                                                                    De nombreux facteurs affectent la croissance
                                                                    du bois.
                                                                    Les conditions climatiques environnementales
                                                                    au sens large, interviennent sur sa mise en
                                                                    place.
                     Radiographie de chêne
                                                                    Une année de sécheresse peut se traduire par
                                                                    une croissance moindre.
                                                                    Une variation de croissance se traduit
                                                                    différemment selon qu’elle affecte le bois d’un
                                                                    résineux ou celui d’un feuillu.




Plans transversaux
Les différents aspects du bois
 Effet de la variation de croissance sur la mise en place du bois



                     Chêne                                          La forêt ne pousse pas toute seule.
                                                                    Les arbres doivent être sélectionnés pour
                                         Plages de fibres           favoriser des caractéristiques recherchées :
                                                                    un arbre doit être résistant à certaines
      Peuplement serré,                                             maladies, un arbre doit produire un bois d’une
  plages de fibres absentes                                         qualité approchant celle souhaitée.

                                                                    La sylviculture est l’ensemble des
                                                                    méthodes et techniques de culture des arbres
                                                                    en forêt. La sylviculture mise en œuvre a un
                                                                    impact important sur la croissance du bois.

                                                                    Toute augmentation de la croissance des bois
                                                                    à zone initiale poreuse se traduit par une
                                                                    augmentation de la largeur du bois final. Le
                                                                    bois d’été augmente, il y a plus de fibres et le
                                                                    bois a des propriétés mécaniques plus
                                                                    importantes (b).

                                                                    En l’absence de fibres, faible croissance, le
                                                                    bois sera utilisé pour l’ébénisterie au sens large
                                                                    du terme (a).



                                            Schéma b


            Schéma a

Plans transversaux
Les différents aspects du bois
 Effet de la variation de croissance sur la mise en place du bois



                   Plages de fibres dans le bois final du chêne


         petit vaisseau         petit rayon ligneux
                                                                  fibres,
                                                                  les parois
                                                                  sont
                                                                  épaisses




                                                                               Le bois final renferme les fibres, cellules à parois
                                                                               épaisses.
                                                                               Ce sont elles qui vont donner au bois à la fois sa
                                                                               densité, sa dureté, ses propriétés mécaniques et sa
                                                                               couleur.




                                               Photo : P. PERRE



Plan transversal
Les différents aspects du bois
 Effet de la variation de croissance sur la mise en place du bois




                           Année n      Année n + 1




                                                                    Chez les résineux, une réduction de
                                                                    croissance se fait toujours au dépend du bois
                                                                    de printemps ou bois initial (année n+1).


                                                                    La largeur du bois final varie mais dans des
                                                                    proportions moindres que celle du bois initial.


                                                                    Cette modification de croissance, qui ne
                                                                    touche pas de façon uniforme les tissus du
                                                                    bois, a des conséquences sur les propriétés
                                                                    mécaniques et physiques du matériau.




Coupe : plan transversal
Les différents aspects du bois
Le bois de réaction




                                 L ’arbre peut pousser sur un terrain en pente, subir
                                 le vent, etc. L’arbre va fabriquer alors un bois
                                 spécifique : le bois de réaction.


                                 Il est appelé :
                                   - bois de compression chez les résineux,
                                   - bois de tension chez les feuillus.
Les différents aspects du bois
 Le bois de compression (chez les résineux)




                                                         cellules de
                                                         bois de compression


                                                                                Le bois est de teinte plus foncée car c’est un
                                                                               bois à parois cellulaires épaisses,

                                                                                les cellules sont rondes, d’où la présence de
                                                                               méats (vides entre les cellules),

                                                                                le bois est riche en lignine.




                                      Photo : P. PERRE
        méats


                                                                               cellules de bois normal




Plans transversaux
Les différents aspects du bois
 Le bois de tension (chez les feuillus)



                                          Chêne                                  Le bois de tension : ce sont des fibres à
            Fibres du bois de réaction                                           parois très épaisses et à lumen extrêmement
                                                                                 réduit. Le bois de tension est riche en
                                                                                 cellulose.



                                                  cellules à parois épaisses :
                                                  peu de lumière cellulaire

                                                                                                                  Chêne
                                                                                  Fibres du bois normal




Plans transversaux
Les différents aspects du bois
 Le bois de tension (chez les feuillus)




                                          Le bois de tension est ici mis en évidence
                                          par une coloration.




                                          La couche supplémentaire, appelée couche G,
                                          qui tapisse l’intérieur de la fibre est constituée de
                                          cellulose.
                                          Elle est colorée de façon spécifique, en bleu pour
                                          cet échantillon.




Coupe : plans transversaux                Couche G
Les différents aspects du bois
L’environnement et le bois



                                                      Moyenne des températures maximales
 Diamètre radial des vaisseaux
                                                      (septembre, octobre, novembre,
 du bois initial (µm)                                 décembre) n-1 (C)

      20                                                                                                             La constance du plan ligneux (ensemble des
                                                                       12                                            caractères de la structure du bois) et la grande
                                                                                                                     variabilité de son anatomie permettent de
                                                                                                                     présager de ses propriétés mécanique et
                                                                                                                     physique,
      25                                                               10                                            mais aussi de participer à la reconstitution des
                                                                                                                     climats et de procéder à des datations
       1961      1965               1970              1975          1979                                             en archéologie, en histoire pour les oeuvres d’art
                                                                                                                     en bois ainsi que pour authentifier les
      Corrélation entre le diamètre radial des vaisseaux du bois initial                                             antiquités...
          et les températures maximales de l’année précédente
                   Chêne forêt de Bride et de Saint Jean, Moselle




                                                                                           Radiographie, plan transversal
 Dans la forêt de Haguenau (Haut Rhin), les années 1943,1946,1949 sont des
 années où la croissance du bois final des chênes est faible. Dès leur ouverture,
 les bourgeons sont mangés par les hannetons dont le cycle de vie est de 3 ans.
 L'arbre doit produire de nouveaux bourgeons et la production en bois en est
 affectée. Des modifications de l'environnement sont ainsi lisibles sur les cernes
 annuels..
Les différents aspects du bois
Les singularités du bois




                Fond de violon en érable ondé

                                                Il y a des défauts très appréciés dans le bois :
                                                « ne pas être de droit fil » !
                                                Cette singularité est très recherchée dans le cas de
                                                l’érable pour certains instruments de musique à
                                                cordes frottées.




                                                De nombreuses autres singularités sont
                                                recherchées pour l’ébénisterie : bois pommelé,
                                                moucheté, etc.
Les différents aspects du bois
Les singularités du bois




                                                        Le plateau de cette table est en placage de bouleau
                                                        moucheté ; cette singularité tranche avec la monotonie
                                                        habituelle du bois de bouleau et crée un figuré original
                                                        donnant un effet esthétique.




                           Création de Thierry Masson
Les différents aspects du bois




                                             Décembre 2011

       Institut National de la Recherche Agronomique

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  • 1. Les différents aspects du bois Les différents aspects du bois Françoise Huber INRA – Nancy Décembre 2011 Institut National de la Recherche Agronomique
  • 2. Les différents aspects du bois Le bois, un matériau hétérogène
  • 3. Les différents aspects du bois Origine du bois Sur cette rondelle : à l’extérieur, l’écorce au sens large du terme, qui a un rôle protecteur pour l’arbre, au centre, la moelle, cambium ou entre l’écorce et la moelle, le BOIS. assise libéro-ligneuse Le bois est un tissu de formation secondaire ; il est issu d’une assise génératrice située presque sous l’écorce : le CAMBIUM ou ASSISE CAMBIALE ou mieux encore ASSISE LIBÉRO-LIGNEUSE. moelle Le cambium forme une véritable gaine qui écorce enveloppe l’arbre à l’exception des extrémités des branches où se trouvent les bourgeons. Elle ne se voit pas à l’œil nu. Deux zones de bois se distinguent sur la photo : • une zone claire, l’aubier qui se trouve dans la partie externe, une zone plus foncée que l’aubier jusqu’à la moelle, le duramen, appelé aussi bois de cœur, aubier duramen ou bois parfait. bois La moelle est un tissu primaire formé par l’extrémité de la tige ; ce n’est pas du bois. rayons ligneux L’aubier et le duramen sont traversés par des rayons ligneux qui vont de la moelle vers l’écorce. Tous les arbres n’ont pas un bois avec un duramen coloré. Coupe transversale
  • 4. Les différents aspects du bois Origine du bois bois Le cambium est l’usine à bois ! Les cellules du cambium se multiplient et, sur sa face interne, donnent naissance aux cellules du bois. cellules du cambium
  • 5. Les différents aspects du bois Les cellules du bois sont orientées La majeure partie de ces cellules (90% environ) ont leur plus grand axe parallèle à l’axe de la tige, les autres cellules se positionnent perpendiculairement à ce même axe.
  • 6. Les différents aspects du bois Aspect microscopique Cellules orientées moelle-écorce = moelle cellules radiales Cellules orientées racine-cime = cellules axiales Sur une section transversale, apparaissent les différentes orientations des cellules. Le grand axe des cellules des rayons ligneux est orienté de la moelle vers l’écorce. Elles sont dites cellules radiales ou cellules couchées. Sur cette image elles montrent leur paroi. Cette orientation les fait ressortir d’une couleur différente sur les rondelles de bois. Les autre cellules sont des « tuyaux » qui auraient été coupés perpendiculairement à leur axe ne laissant voir que leur cavité et la section de la paroi de ce « tuyau » : ce sont des cellules axiales. Plan transversal montrant l’orientation des cellules (Peuplier) Rappel : La plus grande partie des cellules du bois (90% environ) ont leur plus grand axe parallèle à l’axe de la tige, les autres cellules se positionnent perpendiculairement à celui-ci.
  • 7. Les différents aspects du bois Aspect macroscopique Aspect macroscopique Sur chaque rondelle, il y a une succession Accroissements annuels d’anneaux concentriques : ce sont les cernes (un cerne) qui représentent les accroissements annuels, c’est à dire la quantité, l’épaisseur de bois que fabrique l’arbre au cours d’une année de végétation. C’est à l ’intérieur de chacun de ces cernes que s’exprime le plan ligneux. Lorsque les conditions sont favorables, il y a reprise de l’activité cambiale. Les cellules entrent en multiplication. Sur sa face interne, les cellules se différencient en cellules du bois. Les conditions environnementales devenant défavorables, le cambium diminue son activité pour la cesser totalement en fin d’été. Pour qu’il y ait présence de cernes annuels, il faut qu’il y ait des saisons. Ce qui implique que des cernes annuels vrais n’existent pas chez les espèces des zones tropicales ou sub-tropicales. Université de Laval : A. CLOUTIER
  • 8. Les différents aspects du bois Le plan ligneux La répartition des différents types de cellules dans l’espace, leurs proportions, leurs tailles, constituent le plan ligneux et font du bois un matériau hétérogène, dont l’aspect diffère en fonction des plans d’observation. Plan radial Cependant, le plan ligneux est sous contrôle strict de la génétique. Il est caractéristique d’une essence donnée : un hêtre ne fera jamais un bois qui ressemble à Plan transversal un bois de chêne. On distingue 2 grands types de bois : - le bois des résineux ou gymnospermes, - le bois des feuillus ou angiospermes. La constance du plan ligneux et la grande variabilité de son anatomie permettent de présager des propriétés mécaniques et physiques du matériau bois. Elle permet aussi de participer à la reconstitution des climats et de procéder à des datations en archéologie, en histoire, pour les œuvres d’art ainsi que pour authentifier des Plan tangentiel antiquités...
  • 9. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes
  • 10. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes écorce bois final Chaque année les résineux mettent en place, au début de la saison de végétation, le bois dit 1 année de croissance bois de printemps ou bois initial. Ce bois est formé de cellules à parois fines, la matière ligneuse y est peu abondante et le bois est de couleur plus claire que celui formé en fin de saison. moelle Ce dernier dit, bois d’été ou bois final, possède des cellules à parois épaisses. La matière ligneuse y est abondante et le bois est plus coloré que celui de début de saison. bois initial
  • 11. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes ponctuations aréolées Chez les résineux les cellules de base sont réduites à 2 types : les trachéides et les cellules de parenchyme mais l’essentiel du bois est formé par des trachéides. Ce sont des cellules fusiformes fermées à lumen important dont la faible épaisseur des parois en début de végétation permet des échanges transmembranaires facilités par la présence de ponctuations aréolées. Au cours de la saison de végétation, la paroi s’épaissit, la taille du lumen diminue. En fin de saison de végétation, ces trachéides, par l’épaississement de leur paroi, verront cette fonction d’échange pratiquement disparaître. Elles auront un rôle de soutien pour l’arbre. Plan transversal
  • 12. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes bois final cambium A la fin de la saison de végétation, le cambium s’arrête brutalement de fonctionner. Il attend des conditions de température et d’environnement plus favorables pour qu’à nouveau ses cellules se multiplient et fabriquent du bois de printemps puis du bois d’été. Plan transversal
  • 13. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes Les rayons ligneux d’épicéa empilement des cellules formant les rayons ligneux Comme dans tout bois, chez les résineux il y a des rayons ligneux. La cellule fondamentale est la cellule de parenchyme dont l’orientation est radiale. ponctuations simples des cellules parenchymateuses des rayons ligneux Coupe : plan radial
  • 14. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes Epicea ponctuations du champ de croisement (avec les rayons ligneux) ponctuations aréolées trachéides Sur les parois radiales-longitudinales des trachéides, se trouvent les zones préférentielles d’échange, les ponctuations aréolées, nombreuses dans le bois de printemps. ainsi que les zones d’échanges entre ces mêmes trachéides et les rayons ligneux, les champs de croisement. Plan radial
  • 15. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes Trachéides et leur ponctuation dans le plan transversal Trachéide 1 Ouverture de la La coupe transversale montre l’aréole où se font, Torus Limite de la ponctuation de façon préférentielle, les échanges membranaires ponctuation entre 2 trachéides. Ces échanges ont lieu dans la région appelée « torus ». Il n’y a pas de véritable ouverture, de véritable trou pour la circulation de la sève dans Trachéide 2 le bois des résineux. Il est à noter que le bois, quelle que soit l’essence considérée, résineux ou feuillus, conduit toujours la sève ascendante.
  • 16. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes Passage bois final-bois initial chez un résineux La différence d’épaisseur des parois marque de façon nette la transition entre la croissance de deux années successives. bois initial (année n+1) De plus le passage entre les différentes années ne perturbe en rien l’alignement radial des cellules. C’est un grande caractéristique bois final du bois des résineux. (année n) Arrêt brutal de l’activité cambiale = limite de cernes Photo : P. PERRE Plan transversal
  • 17. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes Bien que le plan ligneux des résineux soit simple, les bois de sapin et d’épicéa peuvent se distinguer à l’œil nu par la présence, chez l ’épicéa, Sapin de canaux résinifères, absents chez le sapin. Epicéa Pas de canaux résinifères Présence d’un canal résinifère Plan transversal
  • 18. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes Les canaux résinifères axiaux Ce sont des cellules de parenchyme qui s’organisent autour d’un espace et qui délimitent ainsi un trou, un canal dit canal résinifère. Dans ce canal, les cellules déversent de la résine, substance qu’elles secrètent. Ces canaux résinifères se distinguent à l’œil nu car ils ont tendance à se trouver dans la région du bois final où ils apparaissent comme des taches blanches. canaux résinifères axiaux cellules sécrétrices Plan transversal
  • 19. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes Pin maritime Chez le pin maritime, les nombreux canaux résinifères peuvent atteindre 450µm de diamètre. Chez cette essence, ils sont répartis dans l’ensemble du cerne. Canaux résinifères La présence ou l’absence de canaux n’est pas le seul paramètre de reconnaissance des résineux. D’autres critères existent, qui ne font pas appel à l’observation du plan ligneux mais cependant en dépendent . L’odeur résulte de la présence de cellules de parenchyme dans le bois ; s’il n’a pas d’odeur, soit il n’a pas de cellule de parenchyme, soit les oléorésines qu’elles renferment ne sont pas odorantes. Plan transversal
  • 20. Les différents aspects du bois Le bois des résineux ou gymnospermes Les grands groupes de bois de résineux Avec canaux résinifères Sans canaux résinifères Petits canaux -if : limites de cernes flexueux -épicéa : leur taille est de 50 à 100µm -sapin : mauvaise odeur à la -pin sylvestre : les canaux ont une taille de coupe 100 à 200µm -cèdre : bois odorant -douglas : bois final bien marqué, des -genévrier : odeur de crayon canaux de 200µm Gros canaux -pin maritime : canaux de 500µm
  • 21. Les différents aspects du bois Le bois des feuillus ou angiospermes
  • 22. Les différents aspects du bois Le bois des feuillus ou angiospermes Les feuillus ont un plan ligneux plus complexe que celui des résineux et très varié selon les Chêne essences, ce qui permet une reconnaissance parfois plus aisée. vaisseaux La grande différence entre le bois des feuillus et le bois des résineux, c’est la présence de vaisseaux chez les feuillus. Ce sont des cellules qui ont leurs extrémités percées, accolées les unes au bout des autres et forment des « tuyaux » discontinus. Chez les feuillus existent aussi : - des cellules avec des parois épaisses, ce sont les fibres (de différents types), - des cellules de parenchyme, dont certaines constituent les rayons ligneux. Plan transversal
  • 23. Les différents aspects du bois Le bois des feuillus ou angiospermes Exemple de 2 types de plan ligneux chez les feuillus Chêne : bois à zone initiale poreuse Les feuillus renferment différents tissus et leur répartition diffère selon les essences. Cette grande variété de tissus, de taille de cellules, d’organisation conduit à distinguer 3 grands types de bois : - des bois à zone initiale poreuse : le modèle en est le bois du chêne, -des bois à pores diffus, comme le bois du hêtre, - des bois homogènes. Hêtre : bois à pores diffus Plans transversaux
  • 24. Les différents aspects du bois Le bois des feuillus ou angiospermes Bois à zone initiale poreuse Le type même du bois à zone initiale poreuse est le bois de chêne. Bois de printemps Bois d’été Sur la coupe, apparaissent des gros rayons ligneux caractéristiques du bois de chêne qui donneront des figurations pour les meubles d’ébénisterie. gros rayons ligneux Dès la reprise de la végétation, avant le débourrement des bourgeons pour le chêne indigène, se forme une zone de gros petit rayon ligneux vaisseaux, c’est le bois initial ou bois de printemps. Ces vaisseaux ont un diamètre moyen de 300µm. Ils ont le même rôle que les trachéïdes du bois initial des résineux : ils véhiculent la sève. Les échanges doivent se faire rapidement, d’ou leur taille. Puis il y a un arrêt brutal de la formation de ce type de bois. C’est alors le bois final ou bois d’été qui se forme. Les vaisseaux sont plus petits et ordonnés en plages dans lesquelles se trouvent aussi des cellules de Moelle Ecorce parenchyme, en alternance avec des plages de fibres. Les fibres, cellules à parenchyme et petits parois épaisses, donnent au bois sa dureté. vaisseaux du bois initial vaisseaux du bois final fibres du bois final Plan transversal
  • 25. Les différents aspects du bois Le bois des feuillus ou angiospermes Bois à zone initiale poreuse Deux autres exemples de bois à zone initiale poreuse : Frêne - le frêne montrant un bois initial bien distinct du bois final, ce bois final étant pauvre en vaisseaux dispersés, - l’orme : le bois final de cette essence se caractérise par des plages sinueuses de vaisseaux. Plan transversal Orme
  • 26. Les différents aspects du bois Le bois des feuillus ou angiospermes Bois à zone initiale poreuse Des essences à zone initiale poreuse : - chêne - châtaignier - robinier ou faux-acacia - orme - frêne - tamarix - cytise Fleur de cytise - etc…
  • 27. Les différents aspects du bois Le bois des feuillus ou angiospermes Bois à pores diffus Le bois du hêtre est l’exemple de bois à pores diffus. Moelle Hêtre Ecorce Les vaisseaux sont répartis dans tout le cerne et leur taille diminue de façon progressive entre vaisseaux le début de la reprise de l’activité cambiale au printemps et la fin de l’été. Il n’est donc pas possible de délimiter bois initial et bois final. Le bois de hêtre se caractérise par la présence de rayons ligneux abondants, visibles à l’œil nu qui se dilatent au passage entre 2 cernes. rayons ligneux Entre ces vaisseaux se trouvent des petits rayons ligneux, des cellules de fibres et de parenchyme. Début de l’activité de la Fin de l’activité de la végétation végétation Coupe : plan transversal
  • 28. Les différents aspects du bois Le bois des feuillus ou angiospermes Bois homogène Erable Dans les essences à bois homogène, la taille et la répartition des vaisseaux sont pratiquement constantes dans l’ensemble du cerne. Les limites de cernes sont parfois difficiles à observer. Bois final Bois initial
  • 29. Les différents aspects du bois Le bois des feuillus ou angiospermes Les grands groupes de bois de feuillus bois à zone initiale poreuse bois à pores diffus bois homogènes - chêne - hêtre - peuplier - châtaignier - platane - érable - robinier - charme - sorbier - frêne - etc… - buis - orme, - fruitiers - etc... - etc... Pour une même espèce, il est parfois difficile de classer le bois dans la catégorie des bois à pores diffus ou des bois homogènes.
  • 30. Les différents aspects du bois En résumé : les grands types de plans ligneux Les résineux Les feuillus Bois sans vaisseaux Bois possédant des vaisseaux - bois sans canaux résinifères - bois à zone initiale poreuse - bois avec canaux résinifères - bois à pores diffus - bois homogène
  • 31. Les différents aspects du bois Le bois au cours du temps
  • 32. Les différents aspects du bois L’âge du bois Près de la moelle, le bois est toujours mis en place par un cambium jeune, lui-même résultant de la différenciation Coupe radiale d’un arbre schématique montrant l’empilement des cernes successifs de cellules liées à la croissance primaire au cours sa croissance. (niveau B). En revanche plus le cambium est loin de la moelle, plus il est âgé. A la base de l’arbre, il a l’âge de l’arbre lui-même Vue de la coupe au niveau B (niveau A). Niveau B Niveau B Branches 2 ans 1 an Bois juvénile Le bois formé en 2011, à la base de la souche de l’arbre est un bois adulte, il s’est développé loin des branches, formé par un cambium âgé (112 ans). Vue de la coupe au niveau A En revanche, le bois formé en 2011 à la 3 ans 2 ans 1 an 111 ans cime de l’arbre, bien que formé la même 3 ans 2 ans 1 an année, est un bois juvénile car il a été 112 ans mis en place en présence de branches vivantes et par un cambium formé lors de la mise en place de la croissance apicale de 2011. Niveau A Niveau A 2011 2010……… 1902 1901 1900 1 an 2 ans ………………..…112 ans Années de formation du bois Age de l’arbre correspondant à l’année de formation du bois 2011 2010….…1902 1901 1900
  • 33. Les différents aspects du bois Age du cambium et âge du bois Année 1900 Année 2011 1 an 2 ans 3 ans 110 ans 111 ans 112 ans I I I I I I Age de l’arbre 112 ans 111 ans 110 ans 3 ans 2 ans 1 an I I I I I I Age du bois Moelle Ecorce Bois juvénile Bois adulte Cambium Le bois a été mis en place par Le bois a été mis en place par un un cambium jeune et avec des cambium âgé, sans branche vivante branches vivantes sur le tronc. sur le tronc, c’est un bois adulte. Ce bois est âgé. Ce bois est jeune. Sur ce schéma, le bois est prélevé à la base d’un arbre âgé de plusieurs décennies. Bois juvénile et bois adulte ont des caractéristiques anatomiques différentes
  • 34. Les différents aspects du bois Effet de l’âge du cambium sur l’anatomie du bois : cas du chêne Bois adulte écorce rayon ligneux Bois juvénile La radiographie du bois de chêne montre un bois juvénile riche en fibres (plages blanches). Quant au bois adulte, il possède des vaisseaux plus fibres vaisseaux parenchyme et importants en taille, et son bois est plus riche en petits vaisseaux parenchyme.
  • 35. Les différents aspects du bois La duraminisaton Avec l’âge, il peut y avoir un changement de teinte du bois, c’est la duraminisation visible. La duraminisation avance au fur et à mesure que se crée du bois sous l’écorce. Elle n’est cependant pas toujours visible. Elle est le résultat de réactions chimiques complexes et peut s’accompagner de modifications anatomiques.
  • 36. Les différents aspects du bois La duraminisaton Année 1900 Année 2011 1 an 2 ans 3 ans 110 ans 111 ans 112 ans I I I I I I Age de l’arbre 112 ans 111 ans 110 ans 3 ans 2 ans 1 an I I I I I I Age du bois Moelle Cambium Duramen Aubier Ecorce Le bois a été mis en place il y a Le bois a été mis récemment en longtemps par un arbre jeune, place par un arbre âgé, le bois est récent le bois est vieux La duraminisation se produit dans le bois le plus vieux, le plus âgé, celui qui s’est formé il y a longtemps. Les cellules qui se trouvent à la limite de l’aubier et du duramen subissent des transformations chimique, physique et parfois anatomique. La sève ne circule plus, la quantité d’eau diminue ainsi que les réserves telles que l’amidon. En revanche il y a une augmentation de substances comme les polyphénols (tannins), de matières colorantes élaborées par les Sur ce schéma, le bois est prélevé à la base d’un arbre âgé de cellules de parenchyme (les rayons ligneux). plusieurs décennies Sur le plan anatomique, des thylles se forment dans les vaisseaux de certaines essences.
  • 37. Les différents aspects du bois La duraminisaton chez certains feuillus Thyllose vaisseaux Les thylles sont des excroissances thylles membranaires des cellules voisines des vaisseaux. Ils ont la faculté de boucher les vaisseaux. Dans le cas des tonneaux, ce sont les thylles qui, bouchant les vaisseaux, les rendent étanches. Le duramen coloré renferme des substances qui le protègent contre l’attaque des insectes, des champignons et autres vermines. Plan transversal
  • 38. Les différents aspects du bois Les thylles Vue tranversale Chez le chêne indigène, les thylles sont des membranes issues des petits rayons ligneux. Au départ ce sont des ballonnets. Puis leur nombre et leur taille augmentent, par manque de place dans les vaisseaux, ils vont être comprimés et déformés. Vues radiales
  • 39. Les différents aspects du bois La duraminisaton en résumé Essences à duraminisation visible - cèdre - robinier - genévrier - chêne - séquoia - châtaignier - douglas - noyer - pin - merisier Essences à duraminisation non visible - sapin - hêtre - épicéa - charme - peuplier Cette liste n’est pas exhaustive.
  • 40. Les différents aspects du bois Bois, sylviculture, environnement
  • 41. Les différents aspects du bois Effet de la variation de croissance sur le bois Coupe d’épicéa De nombreux facteurs affectent la croissance du bois. Les conditions climatiques environnementales au sens large, interviennent sur sa mise en place. Radiographie de chêne Une année de sécheresse peut se traduire par une croissance moindre. Une variation de croissance se traduit différemment selon qu’elle affecte le bois d’un résineux ou celui d’un feuillu. Plans transversaux
  • 42. Les différents aspects du bois Effet de la variation de croissance sur la mise en place du bois Chêne La forêt ne pousse pas toute seule. Les arbres doivent être sélectionnés pour Plages de fibres favoriser des caractéristiques recherchées : un arbre doit être résistant à certaines Peuplement serré, maladies, un arbre doit produire un bois d’une plages de fibres absentes qualité approchant celle souhaitée. La sylviculture est l’ensemble des méthodes et techniques de culture des arbres en forêt. La sylviculture mise en œuvre a un impact important sur la croissance du bois. Toute augmentation de la croissance des bois à zone initiale poreuse se traduit par une augmentation de la largeur du bois final. Le bois d’été augmente, il y a plus de fibres et le bois a des propriétés mécaniques plus importantes (b). En l’absence de fibres, faible croissance, le bois sera utilisé pour l’ébénisterie au sens large du terme (a). Schéma b Schéma a Plans transversaux
  • 43. Les différents aspects du bois Effet de la variation de croissance sur la mise en place du bois Plages de fibres dans le bois final du chêne petit vaisseau petit rayon ligneux fibres, les parois sont épaisses Le bois final renferme les fibres, cellules à parois épaisses. Ce sont elles qui vont donner au bois à la fois sa densité, sa dureté, ses propriétés mécaniques et sa couleur. Photo : P. PERRE Plan transversal
  • 44. Les différents aspects du bois Effet de la variation de croissance sur la mise en place du bois Année n Année n + 1 Chez les résineux, une réduction de croissance se fait toujours au dépend du bois de printemps ou bois initial (année n+1). La largeur du bois final varie mais dans des proportions moindres que celle du bois initial. Cette modification de croissance, qui ne touche pas de façon uniforme les tissus du bois, a des conséquences sur les propriétés mécaniques et physiques du matériau. Coupe : plan transversal
  • 45. Les différents aspects du bois Le bois de réaction L ’arbre peut pousser sur un terrain en pente, subir le vent, etc. L’arbre va fabriquer alors un bois spécifique : le bois de réaction. Il est appelé : - bois de compression chez les résineux, - bois de tension chez les feuillus.
  • 46. Les différents aspects du bois Le bois de compression (chez les résineux) cellules de bois de compression Le bois est de teinte plus foncée car c’est un bois à parois cellulaires épaisses, les cellules sont rondes, d’où la présence de méats (vides entre les cellules), le bois est riche en lignine. Photo : P. PERRE méats cellules de bois normal Plans transversaux
  • 47. Les différents aspects du bois Le bois de tension (chez les feuillus) Chêne Le bois de tension : ce sont des fibres à Fibres du bois de réaction parois très épaisses et à lumen extrêmement réduit. Le bois de tension est riche en cellulose. cellules à parois épaisses : peu de lumière cellulaire Chêne Fibres du bois normal Plans transversaux
  • 48. Les différents aspects du bois Le bois de tension (chez les feuillus) Le bois de tension est ici mis en évidence par une coloration. La couche supplémentaire, appelée couche G, qui tapisse l’intérieur de la fibre est constituée de cellulose. Elle est colorée de façon spécifique, en bleu pour cet échantillon. Coupe : plans transversaux Couche G
  • 49. Les différents aspects du bois L’environnement et le bois Moyenne des températures maximales Diamètre radial des vaisseaux (septembre, octobre, novembre, du bois initial (µm) décembre) n-1 (C) 20 La constance du plan ligneux (ensemble des 12 caractères de la structure du bois) et la grande variabilité de son anatomie permettent de présager de ses propriétés mécanique et physique, 25 10 mais aussi de participer à la reconstitution des climats et de procéder à des datations 1961 1965 1970 1975 1979 en archéologie, en histoire pour les oeuvres d’art en bois ainsi que pour authentifier les Corrélation entre le diamètre radial des vaisseaux du bois initial antiquités... et les températures maximales de l’année précédente Chêne forêt de Bride et de Saint Jean, Moselle Radiographie, plan transversal Dans la forêt de Haguenau (Haut Rhin), les années 1943,1946,1949 sont des années où la croissance du bois final des chênes est faible. Dès leur ouverture, les bourgeons sont mangés par les hannetons dont le cycle de vie est de 3 ans. L'arbre doit produire de nouveaux bourgeons et la production en bois en est affectée. Des modifications de l'environnement sont ainsi lisibles sur les cernes annuels..
  • 50. Les différents aspects du bois Les singularités du bois Fond de violon en érable ondé Il y a des défauts très appréciés dans le bois : « ne pas être de droit fil » ! Cette singularité est très recherchée dans le cas de l’érable pour certains instruments de musique à cordes frottées. De nombreuses autres singularités sont recherchées pour l’ébénisterie : bois pommelé, moucheté, etc.
  • 51. Les différents aspects du bois Les singularités du bois Le plateau de cette table est en placage de bouleau moucheté ; cette singularité tranche avec la monotonie habituelle du bois de bouleau et crée un figuré original donnant un effet esthétique. Création de Thierry Masson
  • 52. Les différents aspects du bois Décembre 2011 Institut National de la Recherche Agronomique