Le bois est un matériau complexe et naturel constitué principalement de cellulose, de lignine et d’hémicellulose. Nous allons passer en revue rapidement sa composition, ses structures et ces propriétés physiques.
Composition chimique du bois
Cellulose
La cellulose représente environ 40 à 50 % de la masse du bois sec.
C’est un polymère de glucose (polysaccharide) formant de longues chaînes linéaires. La cellulose confère au bois à la fois de la rigidité et de la résistance à la traction.
Hémicellulose
L’hémicellulose constitue pour sa part environ 20 à 30 % du bois.
C’est également un polysaccharide, mais sa structure est plus ramifiée et hétérogène que celle de la cellulose. Elle aide à faire le lien entre la cellulose et la lignine. De fait, elle contribue à la flexibilité du bois.
Lignine
La lignine représente environ 20 à 30 % de la masse du bois.
C’est un polymère complexe et aromatique qui donne au bois de la rigidité et de la résistance à la compression. La lignine comble les espaces entre les fibres de cellulose, liant les cellules ensemble et offrant une protection contre les dégradations biologiques et chimiques.
Extraits
Les extraits incluent diverses substances telles que les tanins, les résines, les cires et les huiles.
Ils représentent une petite fraction du bois (environ 5 à 10 %) et peuvent varier largement selon les essences de bois. Ils contribuent aux propriétés physiques et chimiques spécifiques de chaque type de bois.
Structures anatomiques du bois
Cellules
Trachéides et fibres : Ce sont des cellules allongées qui fournissent le support structurel. Elles sont majoritaires dans les conifères.
Vaisseaux : Ils sont présents principalement dans les feuillus. Ces cellules permettent le transport de l’eau et des nutriments.
Parenchyme : Il s’agit de cellules de stockage qui participent également aux échanges métaboliques.
Anneaux de croissance
Ils sont visibles surtout dans les climats tempérés, là où la croissance varie plus fortement selon les saisons.
Les anneaux clairs correspondent à une croissance rapide (au printemps), tandis que les anneaux sombres représentent une croissance plus lente (en été).
Rayons ligneux
Ce sont les bandes de cellules qui traversent les anneaux de croissance perpendiculairement. Ils sont impliqués dans le transport radial de nutriments et de stockage.
Propriétés physiques du bois
Densité du bois
La densité varie largement d’une espèce de bois à une autre (voir densité des différentes essences de bois). Elle influence notamment la résistance mécanique du bois et sa capacité de flottaison.
Dureté et résistance du bois
Ces propriétés dépendent de la structure cellulaire et de la composition chimique du bois.
Le bois dur (le chêne ou l’acajou, par exemple) est en général plus résistant que le bois tendre (le pin ou l’épicéa).
Conductivité thermique et électrique du bois
Le bois a une faible conductivité thermique, ce qui fait donc de lui un bon isolant.
La conductivité électrique est également faible, surtout dans le bois sec.