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La formation du bois : un subtil empilement de couches

Qui n’a jamais compté les cernes sur une souche pour connaître l’âge d’un arbre abattu ? Sous nos climats tempérés, c’est simple : chaque couche concentrique correspond à une année. Mais comment se forment-elles ? Comment le bois pousse-t-il ?

La composition chimique du bois

Cellulose, lignine, hémicellulose.
D’autres substances organiques : sucres, résines, tannins, colorants, cires…
Et l’eau, principal constituant puisque le taux d’humidité est de… Plus sur: La composition chimique du bois

Pour comprendre la formation du bois, il faut avoir à l'esprit que les arbres se développent tout d'abord à leurs extrémités, au niveau des racines et des bourgeons.

Du pied a lieu l'absorption de l'eau et des minéraux, tandis qu'au niveau des feuilles se déroule la photosynthèse qui produit la matière organique qui va nourrir toutes les parties de l'arbre.

Entre les deux : un double système de circulation qui permet d'hydrater l'appareil aérien de bas en haut, et d'alimenter tous les organes jusqu'aux racines dans le sens inverse.

Le tout forme progressivement un tronc, tissu rigidifié qui assure également le soutien de l'arbre. Ce tissu rigidifié est produit par le « cambium », sorte de manchon qui épaissit les cellules du bois et provoque la croissance de l'arbre en épaisseur.

Des racines monte la sève brute, des feuilles descend la sève élaborée

L'écorce de Chêne liège est  la plus grosse écorce en France, elle protège la circulation de la sève, située juste dessous
L'écorce de Chêne liège est la plus grosse écorce en France, elle protège la circulation de la sève, située juste dessous © Gayard / ONF

Le cambium est formé de cellules qui se multiplient vers le centre et vers l'extérieur.

Vers le centre de la tige (tronc ou branche), les cellules du cambium forment les vaisseaux du xylème (bois) qui conduisent la sève brute depuis les racines vers les feuilles et les fruits.

Vers l'extérieur (sous l'écorce), les cellules du cambium donnent naissance aux tissus conducteurs du phloème (du grec phloios : écorce) appelé aussi « liber ».

Ce tissu vivant transporte la sève élaborée, apportant les produits de la photosynthèse des feuilles vers les autres organes.

Le bois : des cellules mortes contenant de la lignine

Le xylème correspond au bois (en grec, xylon signifie bois).

Il est formé de cellules mortes qui possèdent une paroi épaisse, imperméable à l'eau car elle contient de la lignine (cette fois-ci le mot vient du latin lignum qui signifie aussi bois).

Ces cellules forment des sortes de tubes où l'eau est aspirée vers le haut par la transpiration des feuilles.

La circulation entre les cellules est assurée grâce à des amincissements sans lignine appelés ponctuations pour les Gymnospermes (conifères), ou par de véritables perforations pour les des Angiospermes (feuillus). C'est ce qui les distingue.

A chaque essence son bois

On parle de bois « homoxylé » chez les conifères : leur bois ne comporte qu'un seul élément dans sa structure , les fibres trachéïdes qui assurent à la fois le soutien et la conduction de la sève.

Chez les feuillus, la structure du bois est plus complexe. Elle est dite « hétéroxylée », car elle a trois composants :

  • des vaisseaux qui permettent la circulation de la sève
  • des fibres qui assurent le soutien vertical
  • d'autres (le parenchyme) la structure horizontale.

 

Dans les deux cas, des éléments horizontaux de parenchyme permettent une circulation entre les cellules, ils forment des rayons depuis le cœur du bois.

Homoxylée ou hétéroxylée, chaque essence est caractérisée par son « plan ligneux » qui correspond à la disposition des tissus, la taille et la forme des cellules. L'orientation générale des cellules et des fibres, dans le sens axial, détermine le « fil » du bois. Qui a déjà utilisé une hache sait qu'il faut suivre le fil !

En périphérie, sous l’écorce, la cerne annuelle de croissance

Lors de la croissance, l'écorce se fend plus ou moins pour s'étirer.

On distingue le bois d'aubier en périphérie sous l'écorce, composé à la fois de cellules vivantes qui stockent les réserves, et de cellules mortes qui assurent la conduction de la sève. Aubier vient du mot latin alba, qui signifie aube ou clair.

Puis le bois de cœur, ou duramen, encore appelé « bois parfait ».

Chaque année, un nouveau cerne de bois d'aubier se forme autour de celui de l'année précédente qui devient progressivement bois de cœur à mesure que les cellules meurent.

La proportion de bois de coeur augmente donc, tandis que le bois d'aubier conserve une épaisseur presque constante.

Bois de cœur et bois d’aubier : des propriétés différentes

Sur cette coupe de chêne, la part claire de l'aubier se distingue nettement du bois stabilisé
Sur cette coupe de chêne, la part claire de l'aubier se distingue nettement du bois stabilisé © Jean-Pierre Chasseau / ONF

La phase de transition ente la cerne de l'année est plus ou moins rapide selon les essences, ce qui influe sur la couleur, l'épaisseur et les qualités physiques de l'aubier.

Pour le chêne par exemple, la transition peut durer 5 ans, les cernes de l'aubier sont alors plus clairs et visibles.

Moins dense, moins stabilisé, beaucoup plus poreux, il est rarement utilisé par les fabricants de meubles. Par contre sur certains bois clairs (bouleau et la plupart des résineux), l'aubier ne se distingue pas du bois parfait.

Le mystère des cernes concentriques résolu

Les conditions climatiques influencent la croissance.

Sous notre climat tempéré, elle a surtout lieu au printemps.

Le bois de printemps, riche en tissus conducteurs pour favoriser une circulation rapide de la sève, forme une bande large et claire ; tandis que le bois d'été est plus dense et plus foncé car les cellules ont épaissi. L'épaisseur de ce bois d'été varie selon les conditions climatiques de l'année.

En hiver, en revanche, la croissance est stoppée.

Tous ces éléments expliquent qu'à chaque cerne concentrique correspond une année de vie de l'arbre. Mieux : elles renseignent sur les conditions climatiques et peuvent même, par comparaison, permettre de dater de vieilles poutres par exemple.

Ceci s'appelle la dendrochronologie (le temps du bois).

La règle de la diversité des bois

Cependant toutes les essences ne présentent pas visiblement ces cernes.

Le bois de printemps et le bois d'été ont en effet une coloration trop proche.

C'est le cas pour les peupliers, les bouleaux ou les érables, qualifiés d'« homogènes ». Les autres, par exemple le chêne, le châtaignier, l'orme ou encore le frêne, sont dits « hétérogènes ».

C'est encore une illustration de la diversité des essences qui correspondra à autant de qualités et d'utilisations du bois différentes.

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