BOIS

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Le bois est un tissu végétal – xylème – dont le rôle a toujours été capital dans l'histoire de l'humanité. C'est, dans la plante vivante, un tissu conducteur de sève brute, dont les membranes incrustées de lignine jouent un rôle de soutien. La lignine est, de toutes les substances que crée la vie, la plus répandue sur le globe.

Le bois en tant que tissu conducteur ne se rencontre que dans des plantes à organisation déjà évoluée, qualifiées de vasculaires. Il manque dans certaines plantes primitives comme les algues.

En tant que matériau, le bois provient du tronc des plantes arborescentes gymnospermes et angiospermes dicotylédones, qui renouvellent chaque année leur tissu conducteur lignifié. Sur la coupe transversale du tronc, on peut observer, sous l'écorce, les « formations secondaires » en couches successives (cernes). Dans le cas des angiospermes monocotylédones arborescentes, comme les palmiers, le tissu conducteur du tronc ne forme pas de couches annuelles concentriques, mais avec des modalités de croissance différentes, il constitue un matériau qu'on assimile au bois.

Formations secondaires

Photographie : Formations secondaires

Entourant un tissu médullaire clair, se succèdent cinq cernes annuels de bois secondaire qu'une assise génératrice sépare de l'écorce (vert foncé). 

Crédits : De Agostini/ Getty Images

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Structure

Origine

Le bois secondaire compose généralement, dans les tiges ou racines des plantes vasculaires (un grand nombre de ptéridophytes et les monocotylédones mises à part), un cylindre régulier lignifié formé à la suite du fonctionnement d'une assise cellulaire, génératrice, périphérique, peu épaisse, à parois cellulosiques, appelés cambium. Son fonctionnement est peu connu. Ce tissu embryonnaire est le siège de divisions cellulaires qui épaississent la tige dans deux sens opposés et avec des différenciations membranaires chimiquement et morphologiquement différentes. Vers l'extérieur, il donnera les cellules sériées à parois cellulosiques du liber secondaire, elles-mêmes entourées par des tissus vraiment corticaux d'origine différente. Le tout forme ce qu'on appelle, de façon impropre, l'« écorce » de l'arbre. Vers l'intérieur, le cambium donne naissance à un tissu lignifié également sérié, le bois secondaire qui joue dans la plante un rôle de conduction et de soutien.

Les agencements cellulaires qui résultent de cette activité cambiale sont très variés et il y a autant de plans ligneux différents que d'espèces botaniques. En outre, le bois présente des variations de structures au sein d'une même espèce, suivant le niveau dans la plante et suivant l'environnement écologique. Une identification botanique correcte de la plante qui a donné le bois a une extrême importance, car elle permet de déterminer les caractères pratiques du bois.

Les artisans qui utilisent ce matériau peuvent fournir des déterminations botaniques, mais limitées au nombre obligatoirement restreint des essences couramment utilisées. Il faut toujours recourir à l'observation microscopique pour faire une expertise.

Anatomie

L'identification microscopique d'un bois exige la définition des divers agencements cellulaires tels qu'ils apparaissent suivant trois plans différents (fig. 1), déterminés par les directions longitudinale L (dans le sens des fibres), radiale R (direction de croissance en diamètre) et tangentielle T (tangente aux cernes annuels) :

Plans d'observation du bois secondaire

Dessin : Plans d'observation du bois secondaire

Les trois plans d'observation du bois secondaire. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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– le plan transversal TR, perpendiculaire à l'axe du tronc (qui correspond à une utilisation en « bois de bout ») ;

– le plan vertical radial LR, passant par l'axe (« débit sur quartier ») ;

– le plan vertical tangentiel LT, passant à une distance variable de l'axe (« débit sur dosse »).

Une jeune tige comprend, en son centre, une moelle qui disparaît souvent dans les organes âgés ; autour d'elle se déposent les zones concentriques d'accroissement du bois, les anneaux ligneux ou cernes, habituellement annuels dans les régions tempérées. Ils sont constitués par des cellules plus ou moins effilées, différenciées à partir du cambium, que le plan transversal coupe en travers. Les unes ont de grandes ouvertures cellulaires (il s'agit du bois initial ou bois de printemps dans les régions tempérées), alors que les autres, en fin de cernes, ont des ouvertures étroites et des parois plus épaisses (c'est le bois final ou bois d'été, ou bois d'automne dans les régions tempérées). Dans une tige âgée, il faut distinguer l'aubier, bois physiologiquement actif, perméable aux substances, moins dense, moins résistant, de couleur pâle et le duramen (bois parfait, bois de cœur) qui est un tissu mort, plus foncé, placé au centre du plan ligneux transversal. Le vieillissement d'un tronc se traduit par la transformation progressive de l'aubier en bois de cœur (duraminisation) : l'amidon disparaît et des substances variées (gommes, tannins) se déposent dans les parois cellulaires. L'étendue relative de ces deux tissus varie dans une même espèce avec l'âge et d'une espèce à l'autre. Les cellules conductrices verticales que le plan transversal coupe en travers sont rassemblées par des éléments cellulaires allongés horizontalement et qui forment les rayons ligneux.

Coupe tranversale d’un tronc d’arbre

Photographie : Coupe tranversale d’un tronc d’arbre

L'analyse des cernes de croissance d'un arbre ou d'un morceau de bois, la dendrochronologie, permet de dater celui-ci avec précision. 

Crédits : Sakhorn/ Shutterstock

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Le plan longitudinal radial, passant par l'axe, contient, suivant leur longueur, les rayons ligneux disposés horizontalement. Ces rayons sont disposés perpendiculairement aux éléments conducteurs verticaux et ils contribuent à augmenter la résistance mécanique de l'ensemble. Dans le plan radial surtout, on rencontre des interruptions partielles de la paroi épaissie des cellules conductrices. Ces interruptions sont désignées sous le nom de ponctuations. Elles garnissent aussi bien la paroi radiale des éléments verticaux, qui se trouvent alors solidement mis en communication, que les parois latérales des rayons ligneux. Ce sont, dans ce dernier cas, des ponctuations plus petites, d'un autre type, qui mettent en relation, dans les champs de croisement, les cellules ligneuses verticales et les cellules horizontales des rayons ligneux. Les ponctuations de champs peuvent être simples ou aréolées.

Le plan ligneux tangentiel coupe transversalement les rayons ligneux et suit toujours le trajet longitudinal des éléments verticaux.

Bois homoxylés et hétéroxylés

Les bois de conifères, comme ceux de toutes les gymnospermes, sont constitués par des cellules verticales à ponctuations aréolées, appelées trachéides. On retrouve de tels éléments cellulaires effilés et ponctués dans de nombreuses espèces d'angiospermes dicotylédones (ex. : chêne), alors que dans des espèces plus évoluées comme les légumineuses les ponctuations aréolées sont remplacées sur les fibres par des ponctuations simples. Ces fibres ligneuses sont alors dites simpliciponctuées. Les plans ligneux dans lesquels les éléments cellulaires sont seulement ponctués et toujours imperforés sont dits homoxylés. Dans la plupart des bois d'angiospermes dicotylédones, dits hétéroxylés, l'interruption de la paroi des éléments condu [...]

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Formations secondaires

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Plans d'observation du bois secondaire

Plans d'observation du bois secondaire
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Coupe tranversale d’un tronc d’arbre

Coupe tranversale d’un tronc d’arbre
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Cellulose

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Écrit par :

  • : professeur d'université, directrice du laboratoire de chimie agro-industrielle U.M.R. I.N.P.T.-I.N.R.A.
  • : membre de l'Académie des sciences, professeur émérite à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
  • : ingénieur E.N.S.I.G., docteur ès sciences, directeur honoraire et fondateur de l'École nationale supérieure des technologies et industries du bois, professeur émérite à l'université Henri-Poincaré, Nancy, président de l'International academy of wood Science
  • : enseignant-chercheur à l'Institut national polytechnique de Toulouse

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Pour citer l’article

Marie Elisabeth BORREDON, Édouard BOUREAU, Xavier DÉGLISE, Carlos VACA-GARCIA, « BOIS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 novembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/bois/