Comprendre le bois

Le bois est utilisé depuis des milliers d'années comme combustible, comme matériau de construction et pour fabriquer des outils et des armes, des meubles et du papier. Il est récemment devenu une matière première utilisée pour fabriquer de la cellophane et d'autres dérivés de cellulose, tels que l'acétate de cellulose. Aujourd'hui, les acteurs de l'ébénisterie et du génie civil connaissent la valeur essentielle du bois. C'est pourquoi le mot bois est un terme incontournable.

Dans cet article, les éléments suivants sur le bois seront abordés en répondant aux questions ci-dessous :

• Qu'est-ce que le bois ?
• quelles sont les utilisations du bois ?
• Quelles sont les propriétés du bois ?
• Quelles sont les différentes essences de bois ?
• Comment le bois est-il produit ?

Plongeons !

Qu'est-ce que le bois ?

Le bois est une substance organique dérivée de l'arbre vivant et a une texture fibreuse, hétérogène et anisotrope. L'un des matériaux de construction anciens est le bois. Depuis la préhistoire, le bois est utilisé par l'homme comme une sorte de protection et d'abri. Du fait du dépérissement des forêts dû à de nombreux facteurs, de la difficulté à remplacer les arbres abattus par de nouveaux arbres, ou encore du développement tardif des arbres, la valeur du bois s'est aujourd'hui accrue. En plus d'être utilisé comme matériau porteur ou esthétique dans les modèles et les échafaudages, le bois est également utilisé comme garniture de toit, menuiserie et matériau de revêtement. En outre, les matériaux de construction artificiels fabriqués à partir de sous-produits de l'industrie du bois, tels que les copeaux de bois, la sciure de bois et la poussière, comprennent les panneaux de particules, les MDF et le contreplaqué. Le bois est un bois qui a été traité et coupé en dimensions uniformes.

Dans les tiges et les racines des arbres et autres plantes ligneuses, le bois est une substance structurelle poreuse et fibreuse. C'est une substance organique constituée de fibres de cellulose, résistantes à la traction, contenues dans une matrice de lignine, résistante à la compression. Le bois joue un rôle de soutien dans un arbre vivant, permettant aux plantes ligneuses de grandir ou de se tenir debout d'elles-mêmes. Le bois est parfois défini comme uniquement le xylème secondaire des tiges des arbres, ou il est défini plus largement pour inclure le même type de tissu ailleurs, comme dans les racines des arbres ou des arbustes. De plus, il transfère les nutriments et l'eau entre les racines, les autres tissus en développement et les feuilles.

Quelles sont les utilisations du bois ?

Voici les utilisations courantes du bois :

• Carburant
• Bois à pâte
• Construction
• Produits techniques
• Meubles et ustensiles
• Art
• Équipements sportifs et récréatifs
• Autres

Carburant

Aujourd'hui, principalement dans les zones rurales du monde, le bois est encore utilisé comme combustible, comme il l'a été pendant très longtemps. Parce qu'il produit moins de fumée et brûle plus lentement que le bois tendre, le bois dur est recommandé. Il est courant de penser qu'un poêle à bois ou un foyer apportera de la chaleur et de l'ambiance à une maison.

Bois à pâte

Le terme « bois à pâte » désigne le bois cultivé exclusivement pour la fabrication du papier.

Construction

Depuis que les gens ont commencé à fabriquer des huttes, des maisons et des bateaux, le bois a joué un rôle important dans la construction. Jusqu'à la fin du XIXe siècle, presque tous les bateaux étaient en bois, et le bois est encore fréquemment utilisé pour fabriquer des bateaux aujourd'hui. L'orme a été spécifiquement choisi pour cette application car, tant qu'il était maintenu humide, il résistait à la pourriture (il servait également de conduite d'eau avant l'avènement de la plomberie plus moderne).

Le bois d'œuvre est le nom populaire du bois utilisé pour la construction en Amérique du Nord. Le bois est le terme pour les planches sciées et utilisables, tandis que le bois est généralement utilisé pour indiquer les arbres qui ont été abattus ailleurs. Le chêne était le matériau de choix pour tous les bâtiments en bois de l'Europe médiévale, y compris les poutres, les murs, les portes et les planchers. Une plus grande variété de bois est maintenant utilisée, et le peuplier, le pin à petits nœuds et le sapin de Douglas sont fréquemment utilisés pour fabriquer des portes en bois massif.

Produits techniques

Les applications de construction et industrielles utilisent fréquemment des produits de bois d'ingénierie, qui sont des composants de construction collés « conçus » pour des critères de performance particuliers à l'application. Pour créer une unité structurelle composite plus solide et plus efficace, des brins de bois, des placages, du bois ou d'autres types de fibres de bois sont collés ensemble pour générer des produits en bois d'ingénierie collés.

Ces marchandises comprennent le bois à copeaux parallèles, les solives en I, le bois en placage stratifié (LVL) et d'autres articles en bois composite structurel (SCL). Les panneaux structuraux en bois faits de contreplaqué, de panneaux à copeaux orientés et de panneaux composites en font également partie. En 1991, environ 100 millions de mètres cubes de bois ont été utilisés à cet effet. Selon les tendances, les panneaux de particules et les panneaux de fibres devraient remplacer le contreplaqué.

Meubles et ustensiles

Pour les chaises et les lits, entre autres meubles, le bois est depuis longtemps un matériau populaire. De plus, il est utilisé pour les poignées d'ustensiles comme la cuillère et le crayon en bois ainsi que pour les outils et les couverts comme les baguettes et les cure-dents.

Art

Depuis de nombreuses années, le bois est un support artistique populaire. Depuis des millénaires, il est utilisé pour sculpter et créer des sculptures. Les exemples incluent les mâts totémiques fabriqués à partir de grumes de conifères, souvent de cèdre rouge de l'Ouest, par des tribus indigènes d'Amérique du Nord. D'autres utilisations du bois dans les arts incluent :

• Gravure et gravure sur bois
• Le bois peut être une surface sur laquelle peindre, comme la peinture sur panneaux
• De nombreux instruments de musique sont fabriqués principalement ou entièrement en bois

Équipements sportifs et récréatifs

De nombreuses catégories d'équipements sportifs sont actuellement en bois ou l'étaient autrefois. Par exemple, le saule blanc est le matériau habituellement utilisé pour fabriquer des battes de cricket. Les battes de baseball autorisées à être utilisées dans la Ligue majeure de baseball sont généralement fabriquées en bois de frêne, en hickory et, plus récemment, en érable, même si ce bois est un peu plus délicat. Les tribunaux de la National Basketball Association ont souvent été composés de parquets.

Autres

Les nouvelles utilisations de la colle de lignine, les emballages alimentaires recyclables, les remplacements de pneus en caoutchouc, les traitements médicaux antibactériens et les textiles ou composites à haute résistance sont d'autres avancées. De nouveaux produits plus sophistiqués entreront sur le marché à mesure que les scientifiques et les ingénieurs continueront d'étudier et de créer de nouvelles procédures pour extraire différents composants du bois ou pour modifier le bois, par exemple en ajoutant des composants au bois. La surveillance électronique de la teneur en humidité peut aider à améliorer la protection du bois de nouvelle génération.

Quelles sont les propriétés du bois ?

• Caractéristiques sensorielles
• Densité et gravité spécifique
• Propriétés mécaniques
• Propriétés thermiques
• Propriétés électriques
• Propriétés acoustiques
• Dégradation
• Hygroscopicité
• Retrait et gonflement

• Caractéristiques sensorielles

La couleur, le lustre, l'odeur, la saveur, la texture, le grain, la figure, le poids et la dureté du bois sont des exemples de propriétés sensorielles. À des fins d'identification ou d'autres utilisations, ces caractéristiques macroscopiques supplémentaires sont utiles pour décrire une pièce de bois. Il existe des bois dans une large gamme de couleurs, bien que la majorité des bois soient des tons de blanc et de brun. Les autres couleurs incluent le jaune, le vert, le rouge et le blanc pratiquement pur. Selon les différences de couleur entre le bois de cœur, l'aubier, le bois initial, le bois final, les rayons et les canaux de résine, des variations peuvent être visibles sur une seule pièce de bois. Le blanchiment ou la teinture, ainsi qu'une exposition prolongée à l'environnement, peuvent altérer la couleur naturelle. Le robinier, le févier et quelques espèces tropicales ne sont que quelques exemples de bois brillants.

Densité et gravité spécifique

La gravité spécifique est le rapport du poids ou de la masse du bois à celui de l'eau, tandis que la densité est le poids ou la masse d'une unité de volume de bois. Parce que 1 cc d'eau pèse 1 gramme, la densité moyenne et la gravité spécifique du bois de sapin de Douglas sont toutes deux de 0,45 gramme par centimètre cube (g/cc), respectivement, dans le système de mesure métrique. (Un gramme par centimètre cube, ou environ 62,4 livres par pied cube, est exprimé en poids par unité de volume.) Étant donné que le bois est hygroscopique, la quantité d'humidité affecte considérablement son poids et son volume, ce qui rend la détermination de sa densité plus difficile que pour les autres. matériaux. Le poids et le volume sont calculés à des valeurs d'humidité prédéterminées pour produire des résultats similaires.

Hygroscopicité

S'il est en contact avec de l'eau, le bois peut l'absorber sous forme liquide ou sous forme de vapeur de l'air. Malgré cela, l'eau est le liquide ou le gaz le plus important que le bois puisse absorber. Le bois contient toujours de l'humidité en raison de sa nature hygroscopique, qu'il s'agisse d'un composant de l'arbre vivant ou d'un matériau. (Les termes eau et humidité sont utilisés de manière interchangeable ici.) L'humidité a un impact sur tous les aspects du bois, bien qu'il faille souligner que seule l'humidité présente dans les parois cellulaires est significative; l'humidité présente dans les cavités cellulaires ne fait guère plus qu'ajouter du poids.

Rétrécissement et gonflement

Lorsque le niveau d'humidité du bois varie en dessous du point de saturation des fibres, des changements dimensionnels se produisent. Le rétrécissement et le gonflement sont respectivement causés par le gain et la perte d'humidité. Ces changements dimensionnels sont anisotropes, ce qui signifie qu'ils diffèrent dans les directions axiale, radiale et tangentielle. Environ 0,4 %, 4 % et 8 %, respectivement, sont les valeurs de retrait moyennes. La perte de volume est d'environ 12%, mais il existe des différences importantes entre les espèces. Ces nombres sont fournis en pourcentage des dimensions vertes et correspondent aux transformations de l'état vert à l'état sec au four. La structure de la paroi cellulaire est principalement responsable du rétrécissement et du gonflement différentiels dans diverses orientations de développement.

L'orientation des microfibrilles dans les couches de la paroi cellulaire secondaire peut être utilisée pour expliquer les variations entre les directions axiale et les deux directions latérales (radiale et tangentielle), cependant, on ne sait pas pourquoi ces écarts existent dans les directions radiale et tangentielle.

Dégradation

Les bactéries, les champignons, les insectes, les foreurs marins, ainsi que les variables environnementales, mécaniques, chimiques et thermiques contribuent tous à la destruction du bois. L'aspect, la structure ou la composition chimique du bois peuvent changer en raison de la dégradation, ce qui peut avoir un impact sur les arbres, les bûches ou les produits vivants. Ces changements peuvent aller d'une décoloration mineure à des transformations irréversibles qui rendent le bois totalement sans valeur. Comme en témoignent, par exemple, les meubles et autres artefacts en bois découverts en parfait état dans les tombes des anciens pharaons égyptiens, le bois peut durer des centaines ou des milliers d'années (voir l'art égyptien). Ce n'est que sous l'influence d'éléments extérieurs que le bois se détériore ou se détruit.

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques, ou de résistance, du bois sont des signes de sa capacité à résister aux forces extérieures susceptibles de modifier sa taille et sa forme. La quantité et la méthode d'application de ces forces, ainsi que la densité et la teneur en humidité du bois, affectent la résistance à ces forces. Dans le sens axial, ou parallèlement au fil, les caractéristiques de résistance du bois sont sensiblement différentes de celles à travers le fil (dans le sens transversal).

La résistance du bois à la traction et à la compression (mesurée dans les directions axiale et transversale), au cisaillement, au clivage, à la dureté, à la flexion statique et au choc sont quelques-unes de ses caractéristiques mécaniques (flexion par impact et ténacité). Les tests respectifs déterminent les contraintes par unité de surface chargée (à la limite élastique et à la charge maximale) ainsi que d'autres critères de résistance, notamment la ténacité, le module de rupture et le module d'élasticité (une mesure de la rigidité). De petits spécimens transparents ayant une section transversale de 2 x 2 cm ou 2 x 2 pouces sont généralement utilisés pour les tests.

Propriétés thermiques

Même si le bois se dilate et se contracte avec les variations de température, le retrait et le gonflement provoqués par les changements de teneur en humidité sont des altérations dimensionnelles beaucoup plus importantes. Une telle dilatation et contraction liées à la température sont typiquement insignifiantes et sans conséquence pratique. Les vérifications de surface ne peuvent se produire qu'à des températures inférieures à 0 °C (32 °F); des fissures de gel peuvent se produire dans les arbres vivants en raison de la contraction inégale des couches externes et internes.

Comparé à des matériaux comme les métaux, le marbre, le verre et le béton, le bois a une faible conductivité thermique (haute capacité d'isolation thermique). Les bois légers et secs sont des isolants supérieurs car la conductivité thermique est la plus élevée dans la direction axiale et augmente avec la densité et la teneur en humidité.

Propriétés électriques

L'isolation électrique peut être trouvée dans le bois séché au four. Cependant, lorsque la teneur en humidité augmente, la conductivité électrique augmente également, ce qui fait que le bois saturé (le bois ayant la teneur en humidité la plus élevée) se comporte davantage comme de l'eau. Il convient de noter à quel point la résistance électrique chute de manière spectaculaire lorsque la teneur en humidité augmente de 0 au point auquel les fibres sont saturées. La résistance électrique chute de plus d'un milliard de fois dans cette plage, mais seulement d'environ 50 fois entre le point de saturation des fibres et la teneur en humidité la plus élevée. La résistance électrique du bois n'est généralement pas affectée par d'autres paramètres, tels que l'essence et la densité; les variations entre les espèces sont liées à la chimie des extraits. La résistance axiale est environ la moitié de la résistance transversale.

Les propriétés diélectriques ou mal conductrices du bois sont également importantes. La constante diélectrique et le facteur de puissance jouent un rôle pratique dans la fabrication de compteurs électriques (capacité et type de perte de puissance radiofréquence) pour mesurer l'humidité du bois, sécher le bois avec du courant électrique (une possibilité théorique, mais pas actuellement une réalité) et coller du bois avec un courant électrique à haute fréquence. La polarisation électrique (l'apparition de charges électriques opposées sur les côtés opposés d'une pièce) qui se produit lorsqu'une contrainte mécanique est appliquée fait que le bois montre l'effet piézoélectrique. Au contraire, le bois subit une déformation mécanique lorsqu'il est exposé à un champ électrique (changement de taille).

Propriétés acoustiques

Le bois peut à la fois créer du son (par frappe directe) et amplifier ou dévier les ondes sonores provenant d'autres objets. C'est un matériau spécial pour les instruments de musique et autres applications acoustiques en raison de ces facteurs. La taille, la densité, la teneur en humidité et le module d'élasticité du bois ont tous un impact sur la fréquence des vibrations, qui à son tour affecte la hauteur du son généré. Une densité et une élasticité plus élevées réduisent la teneur en humidité et des dimensions plus petites contribuent toutes à des sons plus aigus.

Quelles sont les différentes essences de bois ?

Tous les types de bois sont classés dans les catégories suivantes :

• Dur
• Doux
• Bois d'ingénierie

Difficile

Tout arbre qui ne produit pas d'aiguilles ou de cônes est une source de bois dur. Ces arbres sont le plus souvent appelés arbres à feuilles caduques ou angiospermes dans le jargon scientifique. Les arbres qui produisent des feuilles et des graines sont appelés feuillus. Le chêne, l'érable, le cerisier, l'acajou et le noyer sont des exemples d'espèces de feuillus courantes. Bien que plusieurs espèces de feuillus soient réputées pour leurs motifs de grain de bois étonnants et distinctifs, les espèces de feuillus ne sont pas toujours plus résistantes que les résineux.

De plus, plusieurs bois sont classés comme feuillus mais proviennent d'arbres non feuillus, comme le bambou et le palmier. Bien que techniquement appelées monocotylédones, ces plantes sont souvent classées comme feuillus car elles présentent bon nombre des mêmes caractéristiques. Les bambous et les palmiers peuvent occasionnellement être inclus dans la catégorie suivante de bois manufacturé.

Doux

Les conifères sont utilisés pour produire des bois tendres, tels que du bois d'œuvre et des produits du bois. Les conifères, également connus sous le nom de gymnospermes, sont tous les arbres qui ont des aiguilles et des cônes d'ours. Le pin, le cèdre, le sapin, l'épicéa et le séquoia sont quelques exemples d'arbres résineux communs utilisés dans la fabrication de meubles, la menuiserie et d'autres domaines connexes.

Bois d'ingénierie

Les bois d'ingénierie sont le troisième type de bois que vous pourriez rencontrer. Le bois d'ingénierie est créé plutôt que d'être présent naturellement dans l'environnement. Ces planches sont généralement créées à partir de bois qui a été modifié pour avoir des caractéristiques ou des propriétés particulières. Ces biens, également appelés bois composites, sont souvent créés à partir de déchets de scierie.

Le bois d'ingénierie est fréquemment chauffé ou traité chimiquement pour générer un produit en bois qui peut répondre à des tailles spécifiques difficiles à obtenir dans la nature. Le contreplaqué, les panneaux à copeaux orientés, les panneaux de fibres à densité moyenne et les panneaux composites sont quelques exemples courants de bois d'ingénierie. Étant donné qu'il doit souvent être travaillé, soit en utilisant des techniques de coupe spécialisées, soit en assemblant des pièces pour produire une taille précise ou un motif de grain de bois, les placages de bois peuvent parfois être classés comme bois d'ingénierie.

Comment le bois est-il produit ?

Le bois est un composant du système utilisé par les plantes pour stocker les aliments produits lors de la photosynthèse, transporter l'eau et les minéraux dissous des racines vers le reste de la plante et fournir un support mécanique. On pense que seulement 3 000 à 4 000 espèces de plantes, y compris des herbacées, génèrent du bois pouvant être utilisé comme matériau, sur les 25 000 à 30 000 espèces de plantes estimées qui le produisent. Les gymnospermes et les angiospermes sont les deux groupes qui comprennent les arbres forestiers producteurs de bois et d'autres plantes ligneuses. Les angiospermes, ou arbres portant des cônes, génèrent des feuillus tempérés et tropicaux comme le chêne, le hêtre, le teck et le balsa, tandis que les gymnospermes, ou arbres portant des cônes, produisent des bois tendres comme le pin et l'épicéa. Il convient de noter que toutes les situations ne relèvent pas de la distinction entre feuillus et résineux. Certains feuillus, comme le balsa, sont plus tendres que certains résineux, comme l'if.

Le bois est une substance à forte valeur économique. Contrairement au charbon, aux minerais et au pétrole, qui s'épuisent progressivement, c'est une ressource renouvelable qui peut être entretenue de manière durable. Le bois favorise la croissance économique, crée des emplois et assure la subsistance de base dans certains pays grâce à sa récolte dans les forêts, son transport, sa transformation dans les usines, le commerce et la consommation. La forte demande continue de bois et de produits du bois est un signe de son importance.

En termes de poids, le bois est beaucoup plus consommé que les autres matériaux. La majorité de la production mondiale de bois rond (grumes) est utilisée comme combustible, principalement dans les pays en développement. La croissance la plus rapide de la production de produits du bois a été observée dans le papier et le carton, et cette tendance devrait se poursuivre à mesure que la consommation par personne dans les pays en développement rattrape celle des pays industrialisés. L'utilisation croissante du bois et la déforestation qui en résulte sont causées par une population mondiale croissante. La production d'un approvisionnement en bois suffisant pour répondre aux besoins prévus est incertaine en raison de la destruction de nombreuses forêts, en particulier sous les tropiques. Arrêter la perte du couvert forestier sur Terre, augmenter la productivité des forêts déjà existantes, établir de vastes projets de reboisement et planter des pépinières d'espèces d'arbres à croissance rapide, recycler le papier et améliorer l'utilisation du bois grâce à la recherche pourraient aider à résoudre le problème de l'approvisionnement en bois et à réduire l'impact environnemental de l'industrie du bois.

FAQ

Qu'est-ce que le bois explique ?

Le bois est un matériau organique à texture fibreuse, hétérogène et anisotrope produit à partir de l'arbre, qui est un organisme vivant . Le bois est l'un des matériaux de construction les plus anciens. L'humanité utilise le bois à des fins d'abri et de protection depuis l'Antiquité.

De quoi est fait le bois ?

Le bois est composé de Cellulose :La cellulose est un polymère (C6H10O5) qui peut cristalliser pour former des fibres très résistantes. La cellulose est le principal matériau de renforcement du bois. Lignine :la lignine est également un polymère, mais elle se présente généralement sous une forme amorphe.

Quelles sont les principales utilisations du bois ?

Construction de maisons et d'autres structures :Les maisons en bois sont encore fréquemment utilisées dans les environnements domestiques. De plus, la toiture intérieure de certains bâtiments est en bois. Semblable à la façon dont le bois de bambou est parfois utilisé dans la construction de bâtiments pour soutenir un bâtiment jusqu'à ce qu'il soit suffisamment solide pour tenir debout tout seul.

Quelles sont les propriétés du bois ?

Les principales propriétés physiques du bois comprennent la couleur, le lustre, la texture, la macro-structure, l'odeur, l'humidité, le retrait, les contraintes internes, le gonflement, la fissuration, le gauchissement, la densité, la conductivité sonore - électro-thermique . La couleur, la brillance, la texture et la macrostructure déterminent l'apparence du bois.

La formation du bois est un processus biologique complexe, impliquant cinq étapes majeures du développement, y compris (1) la division cellulaire à partir d'un méristème secondaire appelé le cambium vasculaire, (2) l'expansion cellulaire (élongation cellulaire et élargissement radial), (3) le dépôt de la paroi cellulaire secondaire, (4) la mort cellulaire programmée et (5) le bois de cœur

Le bois naturel désigne les arbres, y compris les bûches, les fûts ou les dalles, les troncs, les branches, les branches et les souches, y compris le bois, les bûches ou les dalles, en particulier lorsqu'ils sont préparés pour l'utilisation .

Quand le bois a-t-il été utilisé pour la première fois ?

La première preuve de travail du bois provient d'un 1,5 million d'années Site d'Homo erectus appelé Peninj en Tanzanie.

Les exemples incluent le frêne, le hêtre, le bouleau, l'acajou, l'érable, le chêne, le teck et le noyer. Les résineux proviennent généralement d'arbres à feuilles persistantes (conifères) (ceux qui ont des aiguilles et des cônes et les conservent toute l'année, également appelés gymnospermes. Les exemples incluent le cèdre, le cyprès, le sapin, le pin, l'épinette et le séquoia.

Les propriétés mécaniques du bois comprennent la résistance à la traction et à la compression (mesurée dans les directions axiale et transversale), le cisaillement, le clivage, la dureté, la flexion statique et les chocs (flexion par impact et ténacité) .

Généralement reconnu comme le bois le plus dur, lignum vitae (Guaiacum sanctum et Guaiacum officinale) mesure à 4 500 livres-force (lbf) sur l'échelle de Janka.

Conclusion

Le bois est une substance organique dérivée de l'arbre vivant et a une texture fibreuse, hétérogène et anisotrope. L'un des matériaux de construction anciens est le bois. Depuis la préhistoire, le bois est utilisé par l'homme comme une sorte de protection et d'abri. Le bois est utilisé pour le combustible, la pâte à papier, la construction, les produits d'ingénierie, les meubles, les ustensiles, etc.

C'est tout pour cet article, où les questions suivantes sont abordées :

• Qu'est-ce que le bois ?
• quelles sont les utilisations du bois ?
• Quelles sont les propriétés du bois ?
• Quelles sont les différentes essences de bois ?
• Comment le bois est-il produit ?

J'espère que vous avez beaucoup appris de la lecture, si c'est le cas, partagez avec les autres, merci d'avoir lu et à bientôt !