Direction d’écoulement de la sève

Chez les résineux, la conduction des sèves concerne les trachéides longitudinales et les rayons ligneux. Ces derniers jouent un rôle de conduction radiale. Selon Siau (1984), la population de ces éléments conducteurs chez le Pin Blanc (Pinus Strobus) est de 93% de trachéides longitudinales, 1% des canaux résinifères longitudinaux et 6% de rayons ligneux. Banks (1970) cité par Siau (1984) qui a montré que la perméabilité radiale du Pin Sylvestre est plus grande que la perméabilité tangentielle ce qui s'explique l’écoulement du liquide par les rayons ligneux.

Pour le Sapin, la perméabilité longitudinale est deux fois supérieure à la perméabilité radiale et trois fois supérieure à la perméabilité tangentielle (Hansmann, 2002).

Almeida et al. (2007), ont étudié les caractéristiques du drainage du bois du Douglas.

L'analyse d'image obtenue par IRM leur a permis de suivre l’évolution du drainage longitudinal. Celui-ci apparaît en premier lieu dans les zones de bois final sous forme de clusters, puis un faible drainage apparait au niveau du bois initial. Ce résultat a été expliqué par une grande réaction des ponctuations du bois initial au phénomène d'aspiration.

I.5.2.1 Ecoulement axial

L’imprégnation axiale est l’une des techniques d’imprégnation les plus intéressantes permettant de traiter le bois à cœur d’une manière homogène (même les essences dites réfractaires ou difficilement imprégnables). Dans le cas de la préservation, elle confère à de nombreuses essences des propriétés inexistantes et améliore des qualités déjà existantes (Hekkou.M, 2008). Ainsi, une valeur ajoutée est apportée aux essences ciblées afin d’élargir leur champ d’utilisation.

Plusieurs auteurs ont montré que le flux est plus important dans la direction longitudinale que dans la direction radiale ou tangentielle. Alors que transversalement, la perméabilité est plus forte radialement que tangentiellement. D'après Agoua (2001), la perméabilité longitudinale est très grande par rapport à la perméabilité transversale et le rapport d’anisotropie varie de 100 à 300 000. Une légère différence de perméabilité entre la perméabilité radiale et la perméabilité tangentielle a été remarquée par le même auteur. Le rapport entre la perméabilité transversale (radiale ou tangentielle) et la perméabilité longitudinale pour les résineux est d'environ 1/100 à 1/10 000. Ce rapport est encore plus petit chez les feuillus à cause d’une très grande conductivité liée à la présence des vaisseaux (Karimi, 1995). Chez les résineux, l'écoulement axial s'effectue en premier lieu dans les trachéides longitudinales passant par les ponctuations aréolées (Zimmermann, 1983) (figure I.45). Un rôle très secondaire est joué par les canaux résinifères et par le parenchyme longitudinal également orienté dans la direction longitudinale. L'écoulement dans le bois des résineux implique deux facteurs qui sont le lumen des trachéides et l'ouverture des ponctuations. Ainsi, la résistance au flux ne réside pas uniquement dans les membranes des ponctuations. Bolton et Petty (1978), ont présenté un modèle mathématique basé sur le principe que la résistance totale au flux dépend de plusieurs paramètres : le diamètre ou l'ouverture de ponctuation, l'anneau bordant la torus (la marge) et la lumière des trachéides.

Figure I 45. Modèle d’écoulement de la sève chez les résineux (Zimmermann, 1983)

I.5.2.2 Ecoulement latéral

En général, les rayons ligneux offrent un chemin réel pour l’écoulement latéral (Wardrop et Davies, 1961, Coté 1963, Murmanis et Chudnoff, 1979). Chez les résineux, les rayons ligneux contribuent de manière importante au mouvement dans la direction radiale, particulièrement chez les espèces dont les rayons sont hétérogènes renfermant des trachéides (Coté, 1963). Les trachéides des rayons ligneux chez les résineux semblent être radialement plus perméables que le parenchyme radial.

Bien qu’ils n’aient qu’une importance locale, les espaces intercellulaires (chez certaines espèces) constituent un autre passage intéressant pour le mouvement radial.

En direction transverse, les liquides polaires peuvent emprunter radialement à la fois le système des ponctuations et le système capillaire des parois cellulaires.

I.5.2.3 État de la surface du bois

La préparation de l’état de surface du plan transverse des échantillons a un effet profond sur le débit de fluide à travers le bois car il contribue à l'ouverture et au dégagement des voix de pénétration du liquide. Choong et al., (1975), ont mis en évidence plusieurs méthodes pour la préparation de la surface des échantillons. Cet effet est plus important pour la perméabilité transversale (radiale ou tangentielle). Ces auteurs ont montré qu'il existe une relation positive entre le flux et l'amélioration de l'état de surface. Cette amélioration de l'état de surface favorise l'ouverture d'un grand nombre de lumens ce qui augmente la perméabilité.

I.5.2.4 Nature du fluide

La relation entre la perméabilité au gaz et la perméabilité aux liquides n'est pas établie. D'après Choong et al., (1975), la perméabilité au liquide lorsqu'elle est supérieure à 1 Darcy (1D = 0,97.10-12 m2) est légèrement plus élevée que la perméabilité au gaz. Quand elle est inférieure à 1Darcy, la perméabilité aux liquides n'est pas différente de la perméabilité au gaz. Ces mêmes auteurs indiquent que la perméabilité à un gaz dans le sens longitudinal, pour les résineux et les feuillus, est plus élevée que la perméabilité à un liquide. Par ailleurs, Bolton et Petty (1978), trouvent une perméabilité au liquide toujours inférieure à celle du gaz.

I.5.2.5 Humidité du bois

Si le bois est en dessous du point de saturation des fibres, la perméabilité des résineux augmente lorsque cette humidité diminue. Il y a un retrait des agrégats de microfibrilles de cellulose dans la marge des ouvertures des ponctuations. Il faut noter cependant, que la perméabilité longitudinale de plusieurs feuillus augmente avec des humidités plus fortes sans doute par l'importance de la proportion des vaisseaux (Hansmannet al., 2002).

Concernant la diffusion, plusieurs auteurs utilisant différentes techniques de mesures ont observé un coefficient de diffusion augmentant avec l’humidité. Selon Choong et al. (1975), les coefficients de la diffusion transversale augmentent avec l’humidité, alors que le coefficient de diffusion longitudinale décroit. Ce comportement peut s’expliquer par le fait que la diffusion de l’eau liée augmente avec l’humidité, alors que la diffusion de la vapeur diminue avec l’augmentation de l’humidité.

De plus, la diffusion de l’eau liée est plus importante dans la direction transversale. Alors que la diffusion de la vapeur est plus importante pour un mouvement longitudinal. A de faibles humidités, l’énergie d’activation est plus élevée due à une énergie de liaison de vapeur plus basse à des humidités fortes.