Constituants chimiques du bois

GENERALITE SUR LE BOIS

L’industrie du bois est une industrie d’exploitation des ressources naturelles très importante dans le monde. Des arbres sont abattus pour divers usages dans la plupart des pays.

FAMILLE DU BOIS

Il existe deux familles de bois :
• Les bois de feuillus (bouleau, hêtre et châtaignier, charme, eucalyptus, etc.) à fibres courtes (0,5 à 1,5 mm).
• Les résineux ou les conifères (pins, sapins et épicéas) à fibres longues (3 à 4 mm).

Le «bois de feuillus» est le terme courant servant à désigner les arbres à larges feuilles (latifoliés), qui font partie de la catégorie des angiospermes, tandis que le «bois résineux» désigne les conifères, classés dans la catégorie des gymnospermes. De nombreux feuillus et quelques résineux originaires des régions tropicales sont généralement appelés bois tropicaux ou exotiques, bien que la majeure partie du bois récolté à l’échelle mondiale proviennent de non résineux (58% du volume total). Ce phénomène tient peut-être en partie à la répartition géographique des forêts par rapport au développement industriel.

Constituants chimiques du bois 

En général, le bois est un ensemble de fibres constituées par des polymères de masses moléculaires élevées. Classés par ordre d’importance, les constituants chimiques sont :
o Glucides ou hydrates de carbone ;
o Substances phénoliques ;
o Tanins et substances colorées ;
o Résines ;
o Protéines ;
o Constituants minéraux ;
o Constituants mineurs.
• Les glucides : Ils sont représentés par la cellulose et les hémicelluloses, ce sont les constituants majeurs dont la proportion varie de 60 à 80%. Les chaînes de ces polymères sont constituées d’oses divers tels que des pentoses ou colophanes que l’on trouve en grande quantité dans le bois feuillis, des hexoses que l’on rencontre particulièrement dans les bois résineux et des acides uroniques.
• Les substances phénoliques : Elles se trouvent sous la forme de lignine. Ce sont des polymères dont la composition diffère suivant les espèces végétales considérées, l’âge et la nature des tissus, elles représentent 20 à 30% des constituants.
• Les tanins : Ils sont des substances polyphénoliques qui s’associent aux protéines ainsi qu’à certains polyols. Ils peuvent êtres divisés en deux grandes familles :
– les tanins hydrolysables, ou gallotanins ;
– les tanins condensés, ou tanins catéchiques.
• Les résines : Elles comprennent :
Des constituants volatils tels que la térébenthine
– des acides résiniques qui peuvent représenter 5% du total dans les bois résineux,
– des esters des acides gras et du glycérol ou des stérols (huile essentielle extraite de sucs oléo résineux provenant de pins et contenant divers composants tels que l’α- pinène) dont la proportion varie entre 1% et 5%,
– des terpènes et des composés terpéniques.
• Les protéines : Elles se forment au cours du développement des tissus dans les bois jeunes et se trouvent rarement en quantités supérieures à 1% dans les bois adultes.
• Les constituants minéraux : Ils représentent 0.5% du total dans les bois des pays à climat tempéré et peuvent atteindre 5% dans les bois tropicaux.
• Les constituants mineurs : Ce sont les alcaloïdes, les aldéhydes et les acides dicarboxyliques sous la forme de leurs sels de calcium.

Différentes parties du bois

Coupé transversalement, un arbre possède trois parties distinctes : l’écorce, l’aubier et le bois de cœur.

a. L’écorce : Elle comporte des défauts. Elle est colorée et présente beaucoup d’impuretés à la fabrication des pâtes. Elle est par conséquent éliminée par écorçage.
b. L’aubier : Il est composé de 50% de cellulose, 10 à 20% d’hémicelluloses et de 20 à 30% de lignine. La cellulose (C6H10O5)n : C’est une substance qui constitue les parois des cellules de toutes les plantes. Elle est une matière solide, blanche, inodore et insipide, de densité comprise entre 1,145 et 1,25.

Les hémicelluloses : Elles assurent les liaisons des filaments dans la fibre de bois et garantissent la liaison de cellulose à la lignine. Ce sont des molécules complexes constituées de polyosides à courtes chaînes composées d’hexoses, de pentoses et d’acides uroniques. Elles augmentent la résistance de la pâte en accroissant le nombre de liaisons hydrogènes inter-fibres. Ce sont des polymères se rapprochant de la cellulose mais à la chaîne plus courte et souvent ramifiée. Elles enrobent les filaments micellaires, munis d’hexosanes.

Les lignines : Elles lient les fibres de bois entre elles et confèrent à l’arbre leur rigidité. C’est l’élément principal à éliminer, lequel joue le rôle d’obstacle à la libération des fibres entre elles. En général, la lignine est composée de trois alcools phénylpropénoiques : l’alcool coumarique, l’alcool ciniférirylique et l’alcool sinapylique. Ce corps cyclique est constitué d’un noyau benzénique en C6, de groupements méthoxyles OCH3, hydroxyles OH et carbonyles CO. C’est une matière plastique naturelle, assez instable à cause des liaisons insaturées de sa formule subissant l’action de la lumière et se dissolvant dans les matières alcalines.

c. Le bois de cœur : Il représente la fraction centrale majoritaire du tronc. Il est constitué de vaisseaux qui ne sont pas actifs, vides et obturés par des substances divers (polyphénols), il apporte le principal soutien mécanique de l’arbre.

Lorsque le bois est défibré, les liens entre les fibres sont rompus et ne peuvent se reformer naturellement sauf si trois éléments spécifiques sont réunis.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Partie I : GENERALITE SUR LE BOIS
I – FAMILLE DU BOIS
I.1 – Constituants chimiques du bois
I.2 – Différentes parties du bois
II – LES FIBRES
II.1 – Classification des fibres
II.1.1 – Fibres naturelles
II.1.2 – Fibres chimiques
II.1.2.1 – Fibres cellulosiques régénérées
II.1.2.2 – Fibres synthétiques
Partie II : FABRICATION DES PATES EN BOIS
I – CONSIDERATIONS GENERALES
II – PROCEDE S DE FABRICATION DE PATE EN BOIS
II.1 – Pâte mécanique en bois
II.2 – Pâte chimique en bois
II.2.1 – Procédé acide (ou procédé au bisulfite)
II.2.2 – Procédé alcalin
II.3 – Pâtes mi-chimiques en bois
Partie III : FABRICATION DES PANNEAUX DE FIBRES
I – ETAT DES CONNAISSANCE S SUR LE SUJET
II – PROCEDE DE FABRICATION DES PANNEAUX DE FIBRES
II.1 – Classification des panneaux de fibres
II.2 – Description des panneaux fibres durs
II.2.1 – Aspect visuel
II.2.2 – Domaine d’utilisation
III – NORMES DE QUALITE ET CARACTERISTIQUES LE PANNEAU DE FIBRES DURS
Partie I : MATERIELS ET METHODES
I – MATERIELS
II – PROCEDE MI-CHIMIQUE
Partie II : RESULTATS, INTERPRETATION ET DISCUSSION
I – RESULTATS
I.1 – Résultats au laboratoire
I.2 – Résultats d’essai à l’usine
I.2.1 – Procédé utilisé dans l’usine
I.2.2 – Amélioration du procédé
Dans cette condition de travail le poids du copeau défibré a augmenté : 900 kg par rapport à celle de l’usine : 518 kg
L’augmentation du poids de copeau défibrés nous permet de prédire que la production augmente et le temps d’utilisation du défibreur diminue en terme économique ( le coup de l’énergie associé est compensé)
II – INTERPRETATIONS ET DISCUS SIONS
CONCLUSION GENERALE

Lire le rapport complet