Définition de la qualité du bois

La qualité du bois est perçue différemment par les forestiers, les manufacturiers et les consommateurs (Zhang 1997). Selon Jozsa et Middleton (1994), la qualité du bois est l’ensemble de ses attributs qui font qu’il soit valable pour un usage donné. Ainsi, chaque caractéristique du bois contribue ou peut contribuer à sa qualité en fonction de l’application qu’on peut lui associer. Dans un cas, les critères de qualité peuvent être la masse

33 volumique, l’uniformité des cernes ou le bois sans nœuds, alors que dans un autre cas, la qualité peut être attribuée à la proportion du bois final, le rendement en cellulose ou en lignine.

1.5.2 Variation des propriétés physico-mécaniques du bois

En étudiant la variabilité de la masse volumique intra-arbre suivant la hauteur, Rycabel (2007) montre que la masse volumique de l’épinette noire augmente beaucoup suivant la hauteur de l’arbre de la souche vers la cime. Cet auteur réalise cette étude sur un site densément peuplé et compare avec le bois récolté dans un autre site moins dense où on observe peu de variation. La figure 1.17 présente la variation de la masse volumique basale suivant le niveau de hauteur de la tige. Par ailleurs, dans leur étude sur les possibilités de collage en mélange de plusieurs espèces tropicales, Guiscafre et Sales (1977) rapportent que les caractéristiques mécaniques et les propriétés physiques, principalement le retrait, varient peu d’une espèce à l’autre.Le coefficient de variation (COV) du retrait volumique se situait entre 9 et 15 % respectivement pour le Makoré (Teighemella sp.) et le Sappelli

(Entandrophragma cylindricim). Le COV de la densité à 12 % (H) était de 6 % pour le

Makoré et le Sipo (Entandrophragma utile), de 7 % pour le Sappelli et de 8 % pour le Figure: 1.17 : Variation de la masse volumique basale vs hauteur dans l'arbre pour le bois d’épinette noire (d’après Rycabel 2007).

34 Tiama (Entandrophragma angolense). Concernant le module d’élasticité en compression axiale, le COV variait entre 9 % et 14 % .

Plusieurs facteurs peuvent aussi expliquer ces différences, parmi lesquels, le taux de croissance, la richesse du sol, la fréquence et la grosseur des nœuds, la proportion du bois juvénile et du bois final, l’âge du peuplement ainsi que d’autres facteurs anatomiques comme la longueur des trachéides et des vaisseaux (Alteyrac et al. 2006). Il est connu par exemple que la fertilité du sol agit favorablement sur la densité des bois. Selon Jodin (1994), il existe par exemple un effet stationnel très net sur la densité du bois de hêtre. Mais il est connu que pour les résineux, l’augmentation du taux de croissance porte à diminuer la densité du bois.Pour Wilkins et Papassotirious (1989), il existe une relation positive entre la latitude et la variation des caractères anatomiques notamment dans le bois d’Acacia

melenoxylon.

Dans les bois tempérés, la littérature concernant la masse volumique est quelque peu contradictoire, par exemple chez le pin gris, Singh (1987) conclut que la masse volumique du bois est élevée à la base de l’arbre, diminue pour atteindre une valeur minimale à mi- hauteur, puis augmente vers la cime. Par contre, Pronin (1971) a rapporté une diminution de la masse volumique du bois de la base de l’arbre vers la cime. Dans une autre étude sur le bois de pin sylvestre (Pinus sylvestris) Riesco et al. (2008) indiquent à leur tour que la masse volumique varie de la base vers la hauteur de l’arbre.

La figure 1.18 montre la variation de la masse volumique basale en fonction de la hauteur pour plusieurs autres espèces européennes alors que la figure 1.19 montre la variation de lamasse volumique basale du bois en fonction de la hauteur dans les tiges d'Abies

balsamea, de Pinus contorta et de Picea mariana. À notre connaissance, aucune littérature

35 Figure 1.18: Variation de la masse volumique basale de six espèces européennes

en fonction de la hauteur (adapté de Trendelenburg et Mayer-Wegelin 1955).

Figure 1.19: Masse volumique basale du bois en fonction de la hauteur relative dans les tiges d'Abies balsamea, de Pinus contorta et de Picea

36 Peu d’études portant sur la variation axiale et radiale existent sur les bois tropicaux. Raison pour laquelle, il nous paraît légitime de rechercher les variables explicatives de la variabilité intra-arbre du bois de Wamba.Le comportement mécanique résulterait directement de l’organisation structurale de la matière ligneuse, mais chaque essence est caractérisée par son plan ligneux et présente une expression particulière de ce plan ligneux. Keunecke et al. (2007) indiquent que les caractéristiques anatomiques et le pourcentage de rayons et la grande quantité des extraits jouent un rôle important dans le comportement viscoélastique du bois.

Dans une étude sur la variation longitudinale des propriétés mécaniques du pin à encens

(Pinus taeda) issus des plantations aux États-Unis, Antony et al. (2011) trouvent des

différences significatives du module d’élasticité et du module de rupture entre les niveaux de hauteur dans les différents sites de récolte des bois. Cette étude montre que dans la plupart des cas, les propriétés mécaniques augmentent de la base vers la mi-hauteur pour diminuer vers la cime. Les propriétés mécaniques et la stabilité dimensionnelle du bois sont étroitement liées à l’angle des microfibrilles et plus celui-ci est important plus le bois affiche de faibles valeurs de propriétés mécaniques dans la direction longitudinale. Ce qui explique les faibles valeurs de module d’élasticité constatées dans le bois juvénile et dans le bois de réaction (Huang et al. 2003). Mais en général, la différence entre le bois juvénile et le bois mature est relativement faible pour les bois à pores diffus, comparativement au bois à zones poreuses et surtout au bois des conifères (Zobel et Prague 1998). Dans son étude sur l’influence de la densité de peuplement et de la hauteur de l’arbre sur les propriétés physico-mécaniques du bois d’épinette noire (Picea mariana) (Mill.) B.S.P.), Alteyrac et

al. (2006) rapporte que la densité de peuplement et la hauteur dans l’arbre n’ont pas

d’influence significative sur le module d’élasticité ni sur le module de rupture.

Plusieurs travaux montrent cependant que les extractibles exercent un effet considérable sur les propriétés du bois. Hillis (1971) indiquait que ces substances sont considérées comme étant responsables de la qualité qui affecte la mise en œuvre du bois.La masse volumique,

37 la résistance mécanique, l’hygroscopicité, la perméabilité, l’inflammabilité ainsi que les propriétés technologiques (l’usinage, le séchage, la finition) du bois seraient ainsi fortement corrélées aux extractibles (Hernández 1989, Obataya et al. 1999, Matsunaga et al.2000). La variabilité totale de la qualité intra-arbre du bois trouve donc toute son explication dans les modifications des éléments anatomiques et chimiques liées au vieillissement de l’arbre et à la variation de la largeur des cernes.