Évaluation de la variabilité de la couleur du bois de pistachier

Nous nous intéressons, dans cette partie, à l’analyse de la variabilité des paramètres couleur qui a été évaluée sur des barrettes de bois coupées dans l’aubier et le duramen. Ce travail a été effectué au niveau du Laboratoire d’étude des ressources forêt-bois (LERFoB) à Nancy, en utilisant un spectrocolorimètre et un logiciel pour la mesure et l’affichage graphique des données.

III.3.2.7.1. Mode de prélèvement des barrettes

Les paramètres colorimétriques dans l’espace CIELab (L*, a* et b*) ont été mesurés sur des éprouvettes de 200*12*2 mm, L*R*T, ayant préalablement servi pour les mesures vibratoires des essais mécaniques (Figure III.34).

Figure III.34. Barrettes destinées aux mesures de la variabilité de la couleur chez le pistachier

de l’Atlas

III.3.2.7.2. Appareil de mesure

Deux principaux types d’appareils sont utilisés pour mesurer la couleur ; les colorimètres et les spectrocolorimètres. Ces appareils sont équipés d’un référentiel de couleur normalisé au niveau international. Le colorimètre est principalement utilisé en contrôle-qualité afin d’obtenir des valeurs numériques et vérifier la comparabilité avec des tolérances définies. Dans le présent travail, la mesure de la couleur du bois et ses variations s’est faite à l’aide d’un spectrocolorimètre de type "CM-2600d/ KONICA MINOLTA SENSING" relié à une unité de calcul avec un logiciel "SpectraMagic NX" afin de permettre le mesurage et l’affichage graphique des données (Figure III.35).

Figure III.35. Vue d’ensemble d’un spectrocolorimètre relié à un microordinateur (PC)

Pour garantir un mesurage exact, nous devons d’abord effectuer le "calibrage du blanc" avant chaque mesurage. En outre, lorsque le spectrocolorimètre est utilisé pour la première fois ou est remis

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à son état initial, le "calibrage du zéro" est requis (le spectrocolorimètre est étalonné une fois avant de commencer les mesures). Une fois calibré, l’appareil est déposé sur la surface de l’éprouvette. La fenêtre utilisée pour cette mesure a une ouverture de 8 mm de diamètre (Figure III.36).

Figure III.36. Mesure de la couleur sur les barrettes

Le spectrocolorimètre analyse, longueur d’onde par longueur d’onde, l’énergie lumineuse réfléchie ou transmise afin de déterminer les courbes spectrales d’un objet. Une fois calibré, l’appareil est déposé sur la surface des barrettes le long desquelles 10 positions équidistantes ont été repérées. Trois mesures répétées par position ont été effectuées, soit 2160 mesures (72 éprouvettes x 10 positions x 3 mesures). Les composantes colorimétriques L*, a* et b*, qui correspondent respectivement à la clarté, à l’axe vert-rouge, et à l’axe bleu-jaune, ont été mesurées dans le système CIELab sur ces barrettes.

L’écart-type entre les mesures (moyennes des trois répétitions) effectuées sur les 10 positions de chaque éprouvette nous a servi à caractériser l’hétérogénéité locale de la couleur. Ces mesures ont été corrélées avec la densité du bois afin de montrer les variations de la couleur en fonction de la provenance des arbres, des arbres eux-mêmes, et de l’aubier-duramen. Le bois mixte, représenté par la région intermédiaire entre l’aubier et le duramen, a également été pris en considération dans les mesures.

III.3.2.7.3. Mesures et analyses statistiques

Les résultats numériques obtenus sur les caractéristiques colorimétriques ont été traités statistiquement (analyse de la variance) afin de ressortir les variabilités inter-arbre et inter-provenance d’une part et d’autre part ils ont été représentés graphiquement avec la densité en utilisant le logiciel d’analyse statistique "Statistica version 06".

III.3.2.8. Étude anatomique¹²

La présente étude a pour objectif d’apporter un complément aux études à l’échelle macroscopique, pour une description plus fine du bois à l’échelle de quelques dizaines de micromètres. Le bois est un matériau anisotrope, ses propriétés mécaniques physiques et technologiques changent suivant la direction choisie. La description de la structure anatomique du bois

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nécessite une observation sur trois plans, il est d’usage d’effectuer les observations selon ces plans de coupe privilégiés au niveau du bois.

III.3.2.8.1. Préparation des échantillons

Nous avons effectué les coupes anatomiques sur un arbre de chaque région ; il s’agit de l’arbre S1 et de l’arbre T1. Leur réalisation a nécessité la préparation des échantillons de bois. Ces derniers ont été débités en petites barrettes, le tout bien orienté selon les trois plans de référence du bois (Figure III.37) :

• plan radial-tangentiel (dit souvent "plan transversal"), plan perpendiculaire à l’axe de la tige ;

• plan longitudinal-radial (dit souvent "plan radial"), plan parallèle à l’axe de la tige et passant par la moelle ;

• plan longitudinal-tangentiel (dit souvent "plan tangentiel"), plan parallèle à l’axe de la tige et tangent aux limites de cernes.

Aubier Duramen Ecorce Cambium

Figure III.37. Directions orthotropiques sur une rondelle du pistachier de l’Atlas

Les barreaux S1.1.1, T1.1.4 utilisés dans les analyses microdensitomèriques ont été découpés en barrettes de 10*20*5 mm (L*R*T) pour effectuer les coupes anatomiques (Figure III.38).

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III.3.2.8.2. Saturation des échantillons de bois à l’eau déminéralisée

Les barrettes prélevées ont été ensuite déposées dans des cristallisoirs contenant de l’eau déminéralisée pendant une semaine jusqu’à leur saturation totale en eau¹³. Nous avons totalement immergé les échantillons à l’eau déminéralisée, sous vide, dans une enceinte de type dessiccateur, nous avons cassé le vide plusieurs fois afin d’accélérer la saturation de nos échantillons (Figure III.39).

Dessiccateur

Barrette dans un cristallisoir

Figure III.39. Imprégnation des échantillons en vue de la réalisation des coupes microscopiques III.3.2.8.3. Imprégnation des échantillons en vue de faire des coupes microscopiques

Les échantillons ont ensuite été imprégnés au polyéthylène glycol (PEG), de poids moléculaire 1500. L’imprégnation au PEG consiste à faire trois bains successifs de concentration croissante :

• PEG à 30% pendant 24h sous vide dans le dessiccateur ;

• PEG à 50% pendant 24h sous vide dans le dessiccateur ;

• PEG pur pendant 24h dans une étuve à vide de marque "BIOBLOCK Scientific" à 70°C. Une fois l’imprégnation terminée, les échantillons chauffés ont été sortis de l’étuve, essuyés légèrement avec du papier absorbant, puis laissés refroidir totalement avant d’effectuer les coupes.

III.3.2.8.4. Réalisation des coupes microscopiques

Nous avons ensuite réalisé, des coupes anatomiques de 15 µm d’épaisseur à l’aide d’un microtome manuel de marque " REICHERT AUSTRIA" (Figure III.40).

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Cette opération a un double but, chasser l’air des cavités du bois et ramollir les parois (Normand, 1998)

Gel de silice

Figure III.40. Réalisation d'une coupe

microscopique avec un microtome de marque "REICHERT AUSTRIA"

III.3.2.8.5. Coloration des coupes microscopiques

• Coloration simple à la safranine

La coloration se fait sur une lame provisoire. Après rinçage de la coupe à l’eau déminéralisée pour enlever toute trace de polyéthylène glycol, pour éviter la formation de précipités blancs au cours des manipulations. Les opérations suivantes ont été effectuées :

dépôt de quelques gouttes de colorant de safranine sur la coupe pendant 1 minute, afin de visualiser toutes les parties lignifiées du bois ;

rinçage à l’eau déminéralisée ;

déshydratation avec plusieurs bains d’éthanol pur, en prenant soin à ne pas trop décolorer la coupe ;

transfert de la coupe sur une lame définitive avec l’éthanol ; séchage de la coupe avec du papier absorbant ;

fixation avec 2 à 3 gouttes de colle (HISTOLAQUE LMR) avant de placer la lamelle ;

séchage à l’air ambiant pendant une semaine et grattage de l’excès de l’HISTOLAQUE LMR qui a durci à l’aide d’un scalpel (Figure III.41).

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Figure III.41. Étapes de la préparation des coupes anatomiques du bois du pistachier de l’Atlas

(1) et (2) rinçage de la coupe à l’eau déminéralisée pour enlever toute trace de polyéthylène glycol (PEG),

(3) et (4) dépôt de quelques gouttes de colorant de safranine sur la coupe et rinçage à l’eau déminéralisée,

(5), (6) et (7) transfert de la coupe sur une lame définitive et séchage de la coupe avec du papier absorbant,

(8), (9) et (10) fixation avec 2 à 3 gouttes de colle (HISTOLAQUE LMR) avant de placer la lamelle.

(1) ⁽²⁾

(3) (4)

(5) (6)

(7) (8)

III.3.2.8.6. Observation microscopique et réalisation des photos

Les coupes microscopiques ont été observées au microscope photonique de type "Imager. M2 ". Des images ont été obtenues grâce à une caméra numérique reliée à un ordinateur qui permet de révéler les caractères anatomiques du bois étudié (Figure III.42).

Chapitre IV