Soutenance mémoire
Le bois est l’un des plus anciens matériaux utilisés par l’homme (AIT, 2014). Il s’agit d’un tissu végétal rigide et exceptionnel, issu d’un milieu à la fois complexe et complet ; « la forêt » (TISSERAND, 2011 ; TROUY-TRIBOULOT et TRIBOULOT, 2012b). Avec le contexte mondial de perturbation climatique, la prise de conscience des biens et services fournis par le bois explique le regain d’intérêt que lui porte aujourd’hui le regard humain. Effectivement, le bois est devenu le matériau renouvelable par excellence (LARRIEU, 2014). C’est-à-dire qu’en matière de construction, cette ressource naturelle est dite écologique et biodégradable, mais par-dessus tout il joue le rôle de puits de carbone (NGUYEN, 2014). Plus explicitement, le bois est le seul matériau de construction (avec d’autres matériaux d’origine végétale comme le bambou ou la paille) dont la fabrication retire du dioxyde de carbone de l’atmosphère (KRAUS et KRUMM, 2013). En ce sens, son utilisation en substitution d’autres matériaux constitue une forme de lutte contre l’effet de serre (TROUYTRIBOULOT, 2012).
A Madagascar, l’utilisation du bois fait partie du quotidien de la population. La consommation annuelle y est élevée à 21,7 millions de m3 . Majoritairement, les bois extraits des forêts malgaches sont affectés à l’énergie domestique (taux de 80%) et seulement 20% sont apprêtés à la construction, aux bois d’œuvre et de services (MEYERS et al, 2006). Le pays possède environ 4200 espèces ligneuses (MEF, 2009). La valorisation de ce potentiel reste pourtant limitée par le manque de connaissance sur les propriétés physiques du bois de la majorité de ces essences (RAKOTOVAO et al., 2012). Cela entraine la surexploitation de certaines essences de bois tandis que d’autres sont sousvalorisées. Il y a aussi le problème du gaspillage. Le manque de techniques adéquates concernant la carbonisation et les recyclages et les stockages du bois en est la cause. Tout cela entraine un taux de déforestation encore élevé dans le pays. L’estimation effectuée dans le rapport national sur l’évaluation des ressources forestières montre une diminution de 12 553 000 ha en 2010 à 12 473 432 ha en 2015 (FAO & FRA, 2015).
PROBLEMATIQUE ET HYPOTHESES
Le bois est un matériau naturel et renouvelable, ce qui signifie qu’il n’existe pas de bois imputrescible (TROUY-TRIBOULOT, 2012). Qui plus est, la décomposition du bois par les agents biologiques est un phénomène naturel profitable à la nature (CATEAU, al. 2014 ; BASILICO et al., 2014). Ainsi, l’utilisation du bois en tant que matériau se trouve limitée par sa caractéristique « biodégradable ». L’homme doit par conséquent s’accommoder à ce problème de détérioration du bois qui surviendra tôt ou tard lors de son utilisation.
Heureusement, le bois présente une forme naturelle de résistance aux attaques d’origine biologique, il s’agit de sa durabilité naturelle . Il est donc possible d’exploiter cette capacité du bois à résister à la détérioration lors de son l’utilisation. Toutefois, la durabilité naturelle est variable selon l’essence considérée (LASSAUCE, 2011). En d’autres termes, le risque de décomposition que court chaque essence est en fonction de sa durabilité naturelle. La connaissance de cette propriété du bois est donc primordiale lors des choix des essences à utiliser dans la construction (IBGE, 2009). D’ailleurs, les essences sujettes à cette recherche sont des essences durables et très durables selon l’étude de SOLOFOFIAVIANTSOA (2016) après 6 mois d’essai de champ. Ces données vont servir à comparer l’évolution de la décomposition de ces essences après 16 mois d’exposition au test de durabilité.
Par ailleurs, la connaissance de la durabilité naturelle d’une essence de bois n’est pas suffisante. En effet, l’utilisation du bois, même durable, reste dans certaines circonstances problématiques (LEKOUNOUNGOU, 2008). Autrement dit, selon les modalités d’utilisation du bois, en particulier le risque d’humidification, les risques biologiques ne seront pas les mêmes (TROUYTRIBOULOT et TRIBOULOT, 2012a). Suivant les conditions du milieu et le temps d’exposition du bois, les dégâts peuvent être considérables ou insignifiantes, encore est-elle liée au type d’agents biologiques qui l’attaquent (JEQUEL, FLORENTIN, 2004). De ce fait, construire durablement en bois consiste à tirer profit des qualités technologiques de celui-ci en le soustrayant, autant que possible, à la décomposition (TROUY-TRIBOULOT et TRIBOULOT, 2012a) .
LE MATERIAU BOIS
Anatomie et organisation structurale du bois
Le bois est un matériau mécaniquement adapté pour être la colonne vertébrale d’un arbre (AUBAGNAC et al., 2008). Il diffère des autres tissus de l’arbre grâce à la lignification qu’il a subit (MATHIEU, 2012). Le bois joue à la fois le rôle de soutien et de conducteur de sève, et confère aussi à l’arbre la capacité de vivre longtemps. En ce sens, la particularité de ce matériau naturel est sa rigidité combinée avec son aspect et son esthétisme (GARDAN et LIONEL, 2009).
LES DIFFERENTES COUCHES DU BOIS : Le bois à la particularité de croitre en épaisseur chaque année sous forme de cerne du bois (AUBAGNAC et al., 2008). Ainsi, le bois s’est le tissu de l’arbre constitué par plusieurs couches ayant chacun un rôle bien distinct .
Les différentes couches du bois arborent une différente résistance aux attaques des agents biologiques. Effectivement, quelle que soit l’essence de bois, il faut considérer que l’aubier n’est pas résistant aux champignons lignivores mais il peut présenter différents niveaux de résistance vis-à-vis des insectes xylophages, à l’exception des termites (FCBA, 2014). Le duramen, au contraire, possède une durabilité naturelle qui varie selon les essences (JEBRANE, 2009). Les 3000 espèces de végétaux ligneux identifiées dans le monde sont réparties en deux classes de bois différentes, les résineux et les feuillus, dont les propriétés structurelles diffèrent (CHRISTIN ,2013). En effet, les résineux ont une structure anatomique simple composée principalement de cellules longitudinales: les trachéides (GANNE-CHEDEVILLE, 2008). Tandis que les bois des feuillus ont un plan ligneux plus compliqué. A vrai dire ce dernier se compose de vaisseaux, de fibres et de cellules de parenchyme (CANDELIER, 2013). Cette étude se portera sur le deuxième classe de bois, les feuillus.
Composition chimique du bois
Le bois est un composé organique, fortement concentré en carbone (50%) et en oxygène (43%) (AUBAGNAC et al., 2008). La proportion, la distribution et la composition chimique des cellules varient d’une essence d’arbre à l’autre (MOURANT, 2007).
SUBSTANCES MACROMOLECULAIRES : Il s’agit de trois polymères principaux que sont la cellulose, les hémicelluloses, et la lignine d’essence (LACOSTE, 2014 ; PRIVAS, 2013). Les microfibrilles cellulosiques sont intégrées dans un réseau d’hémicelluloses et de lignine (NAGADESI et ARYA, 2013). Autrement dit la cellulose forme un squelette qui est entouré des autres composants , qui fonctionnent comme matrice (OBATAYA, 2007).
La cellulose : elle constitue la structure de base des parois cellulaires des cellules végétales (MOUNANGA, 2008). En effet, elle est le composant majeur du bois (PENA, 2014).
Les hémicelluloses : Elles constituent une matrice amorphe venant enrober la cellulose au niveau des couches cellulaires. Tout comme la lignine, elles sont intimement associées à la cellulose au niveau des parois (MOUNANGA, 2008).
La lignine : Elle contribue à la rigidité des parois cellulaires, elle est même souvent considérée comme le «ciment» ou la «colle» du bois (QUAQUARELLI, 2011). Les lignines offrent, de plus, une barrière de protection contre l’attaque microbienne du végétal. En effet, de par sa nature chimique, la lignine est très résistante à divers agents chimiques et à la dégradation biologique (WERTZ, 2010).
LES SUBSTANCES A FAIBLE POIDS MOLECULAIRES
Les extractibles : ils ne font pas partie intégrante de la paroi cellulaire (CHAOUCH., 2011). Ce sont des molécules pouvant être extraites du bois grâce à l’action de différents solvants. Ils représentent selon les essences, de 2% à 8% de la masse du bois (DEROY, 2015). Le terme extractible englobe une multitude de composés chimiques très diversifiés, allant des acides gras aux composés terpenoïdes (MOURANT, 2007) Ces composés jouent un rôle important malgré leurs faibles quantités (cf. annexe II). Ils peuvent conférer une couleur ou une odeur au bois (LEKOUNOUNGOU, 2008). Ils sont importants du fait qu’ils peuvent être toxiques pour les bactéries, les champignons et termites (MUSTAPHA., 2013).
Les matières minérales : Le bois contient de faibles quantités de matières minérales appelées cendres. Leurs proportions massiques oscillent entre 0,3 et 1% de la masse du bois. Leurs compositions varient en fonction de l’essence et surtout du lieu de croissance de l’arbre (MATHIEU, 2012).
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Table des matières
1 INTRODUCTION
2 MATERIELS ET METHODES
2.1 Problématique et hypothèses
2.2 Etats des connaissances
2.2.1 Le matériau bois
2.2.2 La diversité des agents biologiques qui dégradent le bois
2.2.3 La durabilité naturelle du bois
2.3 Matériels d’études
2.3.1 Les trois sites d’études
2.3.2 Les huit essences étudiées
2.3.3 Etat actuel des sites d’essais de champs
2.4 Methodologie de recherche
2.4.1 Collecte des données sur terrain
2.4.2 traitement des données
2.4.3 Cadre méthodologique
3 RESULTATS
3.1 Les agents biologiques qui dégradent le bois identifiés
3.1.1 Site A : Forêt naturelle Mandraka
3.1.2 Site B : Essai au champ – site de Mandraka
3.1.3 Site C : Essai au champ – site d’Ankatso
3.1.4 Comparaison de la communauté d’agent biologique entre les trois sites
3.2 L’état de décomposition des echantillons de bois
3.2.1 Site A : Forêt naturelle Mandraka
3.2.2 Site B : Essai au champ – site de Mandraka
3.2.3 Site C : Essai au champ – site d’Ankatso
3.2.4 Comparaison de l’etat de decomposition du bois entre les trois sites
4 DISCUSSIONS ET RECOMMANDATIONS
4.1 Discussions
4.1.1 Discussions sur la méthodologie de recherche
4.1.2 Discussion sur les résultats
4.1.3 Vérification des hypothèses
4.2 Recommandations
4.2.1 Recommandations sur la méthodologie de recherche
4.2.2 Recommandations pratiques issues de la recherche
4.2.3 Cadre logique
5 CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES
ANNEXES
