Objectif
Le bois est une matière première importante qui
présente des propriétés intéressantes
pour son utilisation, notamment sa dureté et sa
résistance.
Quelle est sa structure et comment se forme-t-il ?
Quels sont les composants chimiques qui peuvent expliquer ces
propriétés ?
1. La structure du bois
L’observation d’une coupe transversale d’un
tronc d’arbre montre l’existence de cercles
concentriques correspondant chacun à un nouveau cylindre
formé à l’extérieur du
précédent. Chaque cercle traduit la croissance de
l’arbre au cours d’une année. Ces couches
concentriques s’appellent des
cernes.
Lorsque l’on observe la structure du bois au microscope
optique, on met en évidence l'existence de cellules
particulières allongées et longitudinales
accolées les unes aux autres.
a. La structure des résineux
Le bois de résineux est formé par
l’association de cellules particulières, les
trachéides. Elles sont allongées et
possèdent des extrémités taillées en
biseau. Les trachéides sont des cellules mortes qui
possèdent une paroi rigide qui leur confère leur
rôle de soutien. Elles permettent aussi la circulation de la
sève brute des racines vers les feuilles (conduction). Pour
cela, elles communiquent entre elles par des ponctuations. Entre
les trachéides, on trouve des cellules vivantes formant des
rayons intraligneux.
b. La structure des feuillus
Le bois de feuillus présente une structure plus
complexe. Il est formé par trois types d’association
cellulaire :
–
les vaisseaux qui correspondent
à l’assemblage de cellules mortes formant des tubes
assurant la circulation de la sève brute des racines
jusqu’aux feuilles (conduction) ;
–
les fibres ligneuses, cellules
allongées à la paroi très épaisse
assurant un rôle de soutien ; elles constituent 50
à 80 % des cellules du bois de feuillus ;
–
les cellules parenchymateuses vivantes
assurant un rôle de stockage des réserves.
2. La formation du bois
La croissance du bois se fait à la
périphérie de la dernière cerne, à
partir du
cambium. Cette zone renferme des
cellules peu différenciées capables de se diviser
activement. Lorsque les cellules cambiales se divisent, elles
donnent naissance aux cellules du bois, à
l’intérieur, et aux cellules du
phloème, à l’extérieur
du tronc. Les cellules du bois ensuite se différencient.
Lors de leur différenciation, les cellules acquièrent
une paroi plus épaisse et rigide.
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Doc. Mécanisme à
l'origine de la formation du bois.
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À la périphérie du tronc, les cernes les
plus récentes forment l’aubier,
bois vivant assurant le transport de la sève brute. Au
centre, on trouve un bois de couleur plus sombre et plus dur, le
bois de cœur (ou duramen). Il est
constitué de cellules mortes. La transformation de
l’aubier en bois de cœur permet au bois
d’acquérir une plus grande dureté et une plus
grande durabilité.
3. La nature chimique du bois
Les cellules du bois, comme toutes les cellules
végétales, sont entourées d'une paroi plus ou
moins rigide qu'elles acquièrent lors de leur
différenciation. Les principaux constituants de cette paroi
sont la cellulose et la lignine.
a. La cellulose
La cellulose est le constituant majeur des parois, notamment
la paroi primaire, qui se forme en premier. C’est un
polysaccharide (polymère de glucoses) qui
s’organise pour former des
microfibrilles.
Les microfibrilles s’agencent entre elles pour former des
macrofibrilles. Le positionnement des
macrofibrilles dans la paroi primaire
confère à cette dernière une certaine
plasticité qui permet la croissance de la cellule. Puis, les
macrofibrilles s’organisent au sein de la paroi secondaire de
telle sorte qu’elle devient rigide. La cellule ne se divise
plus. La cellulose est un composant important pour la fabrication
du papier.
b. La lignine
La lignine est une
substance
phénolique qui se dépose dans la paroi
secondaire de certaines cellules végétales. Le
réseau de lignine s’intercale dans le réseau de
cellulose. Elle confère au bois sa dureté et sa
rigidité. Elle possède un pouvoir
d’imperméabilisation qui favorise sa
flottabilité. Par contre, elle doit être
éliminée lors de la fabrication du papier.
L'essentiel
Le bois est formé par les trachéides,
cellules particulières allongées à paroi
rigide et épaisse, disposées en parallèle.
Elles assurent aussi bien les rôles de soutien que
de conduction de la sève brute chez les résineux.
Chez les feuillus, les vaisseaux assurent le rôle
de conduction et les fibres ligneuses, le rôle de
soutien.
La croissance du bois est concentrique et se fait
à l’extérieur du tronc au niveau du
cambium. Le bois situé au centre du tronc, dur et
sombre, est appelé bois de cœur, ou duramen, et
est entouré par un bois plus tendre et plus clair,
l’aubier. Le bois de cœur est formé par des
cellules mortes dont la paroi est devenu rigide et
épaisse.
Les principaux constituants de la paroi cellulosique
sont la cellulose et la lignine. La cellulose, un
polysaccharide, confère au bois sa rigidité, la
lignine, composé phénolique présent dans
les parois secondaires des cellules, lui confère sa
dureté et aussi sa rigidité.