Coupe transversale d'un tronc d'arbre. Structure et propriétés du bois

01.01.2019

La structure du bois. Principales coupes de tronc

Si le tronc est scié en travers, vous pouvez voir sa structure à la fin. L'enveloppe extérieure d'un arbre s'appelle écorce. Le type et la couleur de l'écorce dépendent de l'âge et du type d'arbre. L'écorce de nombreuses espèces d'arbres a de nombreuses utilisations pratiques. Les substances chimiques utilisées en médecine sont extraites de l'écorce. L'écorce a deux couches: externe (liège), qui protège l'arbre de divers dommages, et interne (liber),à travers lequel les sucs nourrissants s'écoulent de la couronne aux racines. Le liber, les cordes sont fabriquées à partir du liber.

L'écorce est suivie cambium- une couche qui assure la croissance d'un arbre. Le cambium extrait les nutriments du liber et en produit des matériaux pour la construction du bois et de l'écorce. Le matériau à partir duquel le bois est obtenu est déposé chaque année sous forme d'anneaux. Compter les cernes annuels bout(adjacent à la partie racine de l'arbre), vous pouvez déterminer l'âge de l'arbre. Lors du sciage d'un arbre, les anneaux de croissance sont visibles sous forme de rayures et forment un beau motif appelé texture.

La partie du bois formée par les cellules vivantes s'appelle aubier. Il se compose de jeunes arbres de toutes les espèces. L'aubier est toujours peint dans des tons plus clairs que le bois environnant. Dans un arbre en croissance, il conduit l'eau avec des minéraux des racines à la couronne. L'aubier passe facilement l'eau, est moins résistant à la pourriture que les autres couches, par conséquent, il doit être utilisé dans une mesure limitée pour la fabrication de récipients pour produits liquides.

Des cellules de bois mourantes se forment noyau. La mort est due au blocage des voies navigables, aux dépôts de tanins, de colorants, de résines, de carbonate de calcium. Cela modifie la couleur du bois, sa masse et ses propriétés mécaniques. Le noyau est la partie la plus solide de l'arbre, le matériau principal pour la construction et la menuiserie.

Adjacent au noyau cœur- partie centrale étroite du tronc, tissus lâches. Sur la section transversale du tronc, il ressemble à une tache sombre de 2 à 5 mm de diamètre, sur la section radiale, il ressemble à une bande étroite sombre droite ou sinueuse.

Du noyau divergent dans des directions différentes rayons centraux. Dans un arbre en croissance, les rayons centraux servent à conduire l'eau avec les nutriments à l'intérieur du tronc et à les stocker. Les rayons centraux sont présents dans toutes les races, mais seuls quelques-uns sont perceptibles. Les rayons centraux peuvent être très étroit invisible à l'oeil nu

Coupes principales tronc: transversal, passant perpendiculairement à l'axe du tronc et à la direction des fibres et formant l'extrémité plan;radiale(longitudinal), traversant le noyau du tronc dans une direction radiale le long des fibres du bois ; tangente-collant(longitudinal), passant à une certaine distance du noyau.

Riz. 6. Les sections principales du tronc : / - transversales ; 2- radial; 3~ tan-gental

cellules et tissus végétaux. En utilisant des microscopes à lumière (photon) conventionnels et des microscopes électroniques beaucoup plus puissants - transmission (TEM) et balayage (SEM), vous pouvez détecter les détails fins de la structure du bois et de l'écorce.

Les microscopes électroniques à balayage donnent une image tridimensionnelle. À l'aide d'un microscope optique, il a été constaté que toutes les plantes sont constituées de cellules de différentes formes et que chaque cellule est constituée d'une coquille et d'un contenu vivant - un protoplaste.

Tous les types de cellules végétales en forme peuvent être divisés en deux groupes principaux: parenchymateux et prosenchymateux. Parenchymateux(de lat. par - égal et gr. enchyme - versé) les cellules ont une forme ronde ou polyédrique avec approximativement la même taille dans trois directions (0,01-0,1 mm), les membranes cellulaires sont généralement minces. prosenchymateux(de gr. pros - vers -) les cellules ont une forme fortement allongée, semblable à une fibre (le diamètre de ces cellules est de 0,01 à 0,05 mm, la longueur est de 0,5 à 3, parfois jusqu'à 8 mm) et des membranes souvent épaissies. Le bois d'un arbre en croissance est principalement constitué de cellules mortes, et seule une partie des cellules (parenchyme) conserve un protoplaste vivant.

Un ensemble de cellules de même structure, remplissant les mêmes fonctions, formes tissus. Les types de tissus suivants sont présentés dans un arbre en croissance: 1) tégumentaire, situé à la surface même de la plante; 2) mécanique, donnant de la force au corps de la plante; 3) conducteur, servant à conduire l'eau avec des nutriments dissous dans celle-ci; 4) le stockage, qui sont des stockages de nutriments de réserve (sucres, amidon, etc.) ; 5) éducatif, dont la fonction est la formation de nouvelles cellules par division répétée; 6) assimilation, assimilant le dioxyde de carbone dans le processus de photosynthèse.

Le tissu d'assimilation atteint son plus grand développement dans les feuilles. Le bois comprend des tissus conducteurs, mécaniques et de stockage, dans l'écorce un tissu tégumentaire les rejoint; entre le bois et l'écorce se trouve une fine couche de tissu éducatif - cambium.

Les cellules du cambium pendant la période de son activité s'étendent dans la direction du rayon du tronc et sont divisées par des cloisons tangentielles. Dans ce cas, l'une des cellules nouvellement formées reste cambiale et l'autre, après une ou deux divisions supplémentaires, devient une cellule de bois ou d'écorce. Les cellules se déposent 4 à 6 fois plus souvent dans le sens du bois que dans le sens de l'écorce, il y a donc plus de bois dans le tronc que de liber.

Dans le bois formé, il y a des espaces vides ou des espaces remplis de diverses substances entre les coins arrondis des cellules - espaces intercellulaires.

Le bois abattu est constitué de cellules avec un protoplaste mort, c'est-à-dire de certaines membranes cellulaires, par conséquent, en étudiant les propriétés du bois en tant que matériau, Attention particulière font référence à la structure de la paroi cellulaire. Dans l'anatomie technique du bois, la coquille d'une cellule adulte entièrement formée est communément appelée paroi cellulaire.

La substance principale qui compose la paroi cellulaire est cellulose(du lat. cellula - cellule). C'est un polymère glucidique avec une molécule à longue chaîne. Le plus petit, mais déjà distinguable au microscope électronique, formation structurelle - fibrille élémentaire(lat. fibra - fibre) - est un faisceau de macromolécules de cellulose. En moyenne, le diamètre conditionnel d'une fibrille élémentaire est de 3,5 nm, bien que selon certaines données, il puisse atteindre jusqu'à 10 nm. Une fibrille élémentaire contient environ 30 à 40 molécules de cellulose. Les fibrilles élémentaires comprennent des zones avec une disposition ordonnée (zones cristallines) et aléatoire (zones amorphes) de molécules de cellulose.

Les éléments structurels, dont la disposition différente crée une structure en couches de la paroi cellulaire, sont appelés microfibrilles. Ces formations en forme de ruban ont une épaisseur de 5 à 10 nm, une largeur de 10 à 30 nm, une longueur de plusieurs micromètres et comprennent des fibrilles élémentaires.

Parfois, des formations structurelles plus grandes sont isolées, qui sont visibles dans un microscope optique conventionnel. Ce sont les soi-disant macrofibrilles, ou simplement des fibrilles ayant des dimensions transversales d'environ 400 nm ou plus.

La structure en couches de la paroi cellulaire peut être observée à l'aide d'un microscope optique conventionnel, mais une compréhension plus détaillée de la structure de la paroi cellulaire est fournie par un microscope électronique. A l'aide du MEB, on peut regarder dans la cavité de la cellule et en même temps, sur les coupes transversales et longitudinales, être convaincu de la complexité de la structure des parois cellulaires. Les espaces entre les microfibrilles de cellulose sont remplis d'un polymère non glucidique lignine(du lat. lignum - arbre), ainsi que hémicelluloses- des substances proches de la cellulose, mais de longueur moléculaire plus courte.

Si la lignine et les hémicelluloses sont éliminées chimiquement du bois, la structure microfibrillaire de la paroi cellulaire, c'est-à-dire la charpente cellulosique, peut être révélée.

Schéma de la structure de la paroi cellulaire. A chaque "étape" de ce modèle spatial, une partie de la paroi cellulaire précédant cette couche est supprimée. Les lignes fines montrent l'emplacement des microfibrilles. Au bas du modèle plaque du milieu(substance intercellulaire). Son épaisseur varie de 0,5 à 1,5 microns. La lame médiane contient 60 à 90 % de lignine. De plus, il contient des hémicelluloses et des pectines (hydrates de carbone amorphes), ainsi qu'une petite quantité de minéraux.

Coque primaire a également une faible épaisseur. Dans son état naturel, en raison de la forte teneur en eau, son épaisseur est de 0,1 à 0,5 microns ; à l'état sec - environ 3 fois moins. Des microfibrilles entrelacées se trouvent dans la gaine primaire.

Il n'y a pas de données exactes sur la teneur en lignine dans la membrane primaire isolée; dans la lame médiane complexe, qui comprend la substance intercellulaire, elle contient environ 70%, de la cellulose - environ 10%, le reste - des hémicelluloses et de la pectine.

coquille secondaire au moins 10 fois plus épais que le primaire. Les microfibrilles qu'elle contient sont disposées en spirale à différents angles par rapport à l'axe longitudinal de la cellule. Dans une fine couche externe (son épaisseur est approximativement la même que celle de la coque), les microfibrilles sont placées à un angle important par rapport à l'axe de la cellule. Dans la couche intermédiaire la plus puissante, les microfibrilles sont disposées sous forme de spirales avec un très petit angle d'inclinaison (5-15°).

Dans la couche interne, dont l'épaisseur est de 0,1 à 0,2 μm, les fibrilles sont disposées en spirales douces avec un angle d'inclinaison de 50 à 90°. Dans un certain nombre de races, la couche du côté de la cavité cellulaire est recouverte d'une fine membrane de revêtement, qui se compose d'une membrane et de formations tuberculées. Cette coquille s'appelle couche verruqueuse.

L'enveloppe, composée principalement de cellulose et d'un peu d'hémicellulose, contient moins de lignine que l'enveloppe primaire. Il y a aussi de l'eau entre les microfibrilles. Il n'y a pratiquement pas de capillaires dans des parois cellulaires absolument sèches. Les microfibrilles sont principalement orientées le long plutôt qu'à travers le grand axe de la cellule.

La coque secondaire a des évidements - des pores simples et bordés. Considérons généralement une paire de pores dans les cellules adjacentes. Entre les cavités des pores se trouve une membrane perméable formée par la substance intercellulaire et les membranes primaires. Si la coquille secondaire pend au-dessus de la cavité du pore sous la forme d'une voûte, alors le pore est appelé bordé, en l'absence d'ensemble, le temps est appelé Facile. Parfois, il existe des pores semi-bordés avec une voûte dans la gaine de l'une des deux cellules adjacentes.

Au centre de la membrane dans les pores bordés du bois conifères il y a un épaississement impénétrable de la forme la plus diverse - torus. Il y a des pores avec une entrée en forme de fente.

La structure du bois de conifères. Dans ce groupe d'essences, le bois est constitué d'un ensemble limité d'éléments anatomiques organisés selon une structure assez ordonnée. Comme on peut le voir sur le schéma volumétrique, le bois d'une espèce de conifère typique - le pin - se compose de deux systèmes de cellules interpénétrées situées le long et à travers l'axe du tronc.

Les fonctions conductrices et mécaniques sont remplies par des cellules prosenchymateuses avec un protoplaste mort - les trachéides, qui sont situées principalement verticalement dans un arbre en croissance. Ils occupent plus de 90% du volume de bois. La fonction de stockage est assurée par des cellules parenchymateuses vivantes.

trachéides. Tous les conifères trachéides(du gr. tracheia - trachée et eidos - vue) ont la forme de fibres fortement allongées avec des parois lignifiées et des extrémités obliques. En coupe transversale, chez la plupart des essences, ils se rapprochent de la forme de rectangles (parfois des carrés), et chez le mélèze, de cinq ou d'hexagones. Les trachéides sont collectées en rangées radiales. Dans chaque rangée, les trachéides à grandes cavités aux parois relativement minces sont remplacées par des trachéides caractérisées par de petites cavités et des parois épaisses. Les premières de ces cellules se forment au début de la saison de croissance et sont appelées trachéides précoces. Ils remplissent principalement une fonction conductrice. Les seconds - les trachéides tardives - jouent le rôle d'éléments à prédominance mécanique. Chez le mélèze, la taille radiale des trachéides précoces est en moyenne de 52 µm, et celle des trachéides tardives est de 22 µm ; pin, respectivement, 40 et 20 microns. La taille tangentielle des trachéides dans ces roches est d'environ 30 µm. La longueur des trachéides chez le mélèze est en moyenne de 2,6 mm, chez le pin de 2,8 mm et chez l'épicéa de 2,6 à 5 mm.

Dans les premières trachéides, sur les parois radiales, en particulier les extrémités, il existe de nombreux (70-90) grands pores bordés de trous arrondis. Dans les trachéides tardives, les pores sont situés non seulement sur les parois radiales, mais parfois aussi sur les parois tangentielles. Diamètre des pores bordés différentes races varie de 8 à 31 microns, et le diamètre du trou est de 4 à 8 microns.

Dans les pores bordés, la membrane s'écarte parfois de la position centrale et le tore ferme l'ouverture du pore. Le nombre de ces pores fermés, à travers lesquels la pénétration des liquides est difficile, dans les trachéides précoces du noyau (bois mûr) des arbres en croissance est beaucoup plus élevé que dans les trachéides tardives. V. A. Basenov, V. E. Moskaleva, E. V. Kharuk ont découvert que dans le bois sec, il n'y avait pas de différences significatives dans la position du tore dans les trachéides du noyau et de l'aubier.

Cellules parenchymateuses. Ces cellules du bois des conifères font principalement partie des rayons du noyau (parenchyme du bois des rayons), accompagnent également les odes résineuses et se présentent sous la forme de parenchyme du bois axial. Contrairement aux trachéides, les cellules parenchymateuses d'un arbre sont vivantes.

Les poutres centrales en conifères, comme mentionné ci-dessus, occupent en moyenne 5 à 8% du volume total de bois; en mélèze, chute des aiguilles en hiver, - 10 %. En coupe transversale, les rayons médullaires sont constitués d'une seule rangée de cellules parenchymateuses et n'appartiennent pas à la catégorie des rayons très étroits non visibles à l'œil nu.

En coupe radiale, les rayons médullaires en hauteur sont constitués de plusieurs rangées de cellules parenchymateuses à pores simples. Chez le mélèze, le pin, le cèdre et l'épicéa, les rayons centraux sont hétérogènes: des trachéides horizontales (rayons) avec de petits pores bordés sont situées le long de leurs bords supérieur et inférieur. Les trachéides horizontales et verticales dans un arbre en croissance sont des éléments morts. Chez le sapin, le genévrier et l'if, ils sont homogènes, ils ne sont constitués que de cellules parenchymateuses.

Les cellules parenchymateuses des rayons médullaires du pin en ont chacune une, et celles du cèdre ont deux gros pores simples (terminaux); Chez le pin, le cèdre, le mélèze et l'épicéa, on trouve souvent des rayons médullaires qui, sur une coupe tangentielle dans la partie médiane, ont plusieurs cellules parenchymateuses en largeur. Des conduits de résine horizontaux traversent ces rayons centraux.

Les rayons centraux d'un arbre en croissance stockent non seulement des nutriments de réserve pendant la période de dormance, mais effectuent également des solutions.

passages de résine forment un seul système résineux, composé de passages verticaux et horizontaux qui se croisent. Dans les conduits de résine verticaux, la couche interne est constituée de cellules épithéliales qui sécrètent de la résine. Ces cellules tapissant la cavité du tractus sont suivies d'une couche de cellules mortes vides, et à l'extérieur se trouve une couche de cellules vivantes du parenchyme qui l'accompagne. Des canaux résinifères horizontaux courent dans les rayons médullaires et ne sont donc constitués que de cellules épithéliales et d'une couche de cellules mortes. Les cellules épithéliales ont des membranes minces et ressemblent à des bulles faisant saillie dans le canal. Si le conduit est rempli de résine, les alvéoles du revêtement s'aplatissent sous l'effet de la forte pression et viennent se plaquer contre les parois du conduit.

La taille de la cavité du parcours vertical dans la direction tangentielle correspond à environ quatre trachéides. Dans les conduits de résine horizontaux, dont le diamètre est 2,5 à 3 fois plus petit que les conduits verticaux, il y a des cellules épithéliales plus petites.

Parenchyme axial du bois trouvé dans très en grand nombre chez tous les conifères (sauf le pin et l'if) sous forme de cellules individuelles ou de brins de cellules parenchymateuses allongés le long de l'axe du tronc. Sur les coupes longitudinales, les cellules du parenchyme du bois sont de forme rectangulaire, leur longueur est 3 à 4 fois supérieure à leur largeur.

ossature bois bois franc . Le bois dur, contrairement aux conifères, consiste en un ensemble plus large d'éléments anatomiques de base et de leurs formes de transition, disposés de manière moins ordonnée. La fonction conductrice dans les feuillus est assurée par des vaisseaux et des trachéides (vasculaires et fibreux); mécanique - fibres libriformes et (ou) trachéides fibreuses, stockage - cellules parenchymateuses.

Navires. Ces éléments anatomiques occupent une assez grande partie du volume du tronc ; dans différentes races, il varie de 10 à 55%. Les vaisseaux sont de longs tubes verticaux segments- des cellules courtes séparées avec de larges cavités et des parois minces.

Selon L. M. Perelygin, chez les races vasculaires annulaires, dans la zone précoce, il y a des vaisseaux de 200 à 400 microns de diamètre avec des segments de 230 à 390 microns de long; dans la zone tardive, les tailles des vaisseaux et des segments sont respectivement de 16-40 et 270-580 microns.

Les parois latérales inférieure et supérieure ou obliques de ces cellules sont partiellement ou totalement détruites. Dans ce cas, des perforations simples (un ou deux trous ronds) ou en échelle (plusieurs trous en forme de fentes) sont formées.

Dans les gros vaisseaux, constitués de courts segments cylindriques ou en forme de tonneau, les perforations sont simples, elles sont situées sur les parois transversales. Dans les petits vaisseaux à longs segments, les perforations sont situées sur les parois latérales et sont en forme d'échelle. La plupart des essences se caractérisent par la présence de perforations simples, alors que certaines essences (bouleau, aulne, buis) ne présentent que des perforations en escalier. Les vases en hêtre et sycomore présentent des perforations des deux types.

Les parois des vaisseaux de certaines races (tilleul, érable, etc.) ont des épaississements en spirale.

Les pores bordés, également présents sur les parois des vaisseaux sanguins, sont disposés dans un certain ordre. Le plus souvent, ils forment des rangées diagonales - une autre porosité, moins souvent - de courtes rangées horizontales. Les pores bordés des vaisseaux diffèrent de ceux des trachéides de conifères en étant plus petits et dépourvus de tore. Les vaisseaux communiquent entre eux par des pores bordés et avec les cellules parenchymateuses adjacentes - par des pores semi-linéaires.

Grâce aux contacts d'extrémité et intermédiaires des navires, un seul système d'approvisionnement en eau spatialement ramifié est créé. Les vaisseaux sont coupés de ce système, dans lequel des excroissances de cellules parenchymateuses situées horizontalement font saillie à travers les pores frangés - caisses(du gr. tylh's - ballonnement). Ces formations en forme de sac avec des coquilles lignifiées obstruent généralement les vaisseaux lors de la formation du noyau d'acacia, de noyer, de chêne, de frêne, etc. Parfois, des tills apparaissent également dans l'aubier.

Trachéides vasculaires. Ces éléments sont une forme de transition entre les trachéides typiques et les vaisseaux. Dans leur forme, leur taille, la disposition des pores et la présence d'épaississements en spirale chez certaines races, ils ressemblent à des segments de petits vaisseaux. Il y a relativement peu de trachéides vasculaires dans le tronc.

Fibres libriformes. Le tissu mécanique principal - libriforme - de nombreux feuillus occupe la plus grande partie du volume de bois du tronc. La teneur en libriforme dans différentes races varie de 35 à 75%. Les fibres libriformes (du latin libri - bast et forma - view) sont des cellules prosenchymateuses allongées typiques avec des extrémités pointues, des cavités étroites et des parois puissantes équipées de simples pores en forme de fente. Les pores sont situés à un angle par rapport au grand axe, leur nombre est faible. Les extrémités des fibres peuvent être lisses, dentelées ou ramifiées.

Les fibres libriformes (fibres de bois) sont beaucoup plus petites que les éléments mécaniques des conifères - trachéides tardifs. Leur diamètre est de 12-19 microns, la longueur est de 1-1,3 mm. L'épaisseur des parois des fibres libriformes dans les roches dures (charme, hêtre, etc.) est beaucoup plus importante que dans les roches tendres (tilleul, saule, etc.).

Trachéides fibreuses. Ces éléments, comme les fibres des libriformes, ont des parois épaisses et de petites cavités, mais les pores des trachéides fibreuses sont bordés.

Parfois, dans les bois durs, il existe des fibres dites gélatinisées. Dans ces fibres, une couche gélatinisée à très faible teneur en lignine vient s'ajouter à la couche interne de la paroi cellulaire ou peut la remplacer complètement, et parfois deux couches.

Cellules parenchymateuses. Chez les feuillus domestiques, qui perdent leurs feuilles pour l'hiver, le volume des réserves de substances de réserve (cellules parenchymateuses) est supérieur à celui des conifères. Les cellules parenchymateuses occupent de 8 à 40 % du volume ligneux du tronc. Ils forment un système unique de cellules orientées horizontalement (rayons centraux) et de cellules orientées verticalement (parenchyme ligneux axial).

En largeur, les rayons centraux des feuillus ont de une (frêne) à plusieurs dizaines de rangées de cellules (larges rayons de chêne), et en hauteur - de plusieurs rangées (buis) à plusieurs dizaines voire centaines de rangées de cellules (chêne). Sur une section tangentielle, les rayons centraux à une rangée (en largeur) ressemblent à une chaîne verticale de cellules, et ceux à plusieurs rangées ressemblent à un fuseau. Dans certaines races, les cellules des rangées supérieure et inférieure (marginales) ne sont pas allongées le long, mais en travers du faisceau et sont appelées debout; ces rayons sont appelés hétérogènes (par opposition à homogènes, dans lesquels toutes les cellules ont la même forme).

Certains feuillus (charme, aulne, noisetier), comme nous l'avons déjà noté, ont des rayons à noyau faussement larges, constitués de rayons étroits étroitement espacés les uns des autres.

Dans les rayons centraux des races tropicales et de certaines races voie du milieu(pistache) sont des passages de gomme contenant des polysaccharides solubles dans l'eau et d'autres substances.

Bien que le parenchyme du bois occupe un volume beaucoup plus petit que les rayons centraux, chez certaines espèces, il représente plusieurs pour cent du volume total du bois. Les soi-disant brins de parenchyme du bois, qui sont des rangées verticales de cellules à pores simples. Les cavités des cellules du cordon sont remplies de contenu. Le parenchyme fusiforme est moins fréquent (chez le bouleau, le tilleul, l'orme, etc.). Les cellules parenchymateuses fusiformes sont généralement dépourvues de contenu, elles sont donc plus difficiles à détecter parmi les fibres libriformes à paroi mince et les trachéides à grande cavité.

Sur la coupe transversale, la localisation du parenchyme ligneux est différente. Dans un certain nombre de races, il n'est pas associé à l'emplacement des vaisseaux (par exemple, dans le bouleau, le hêtre, le chêne), dans d'autres (par exemple, le frêne, le kaki), le parenchyme est regroupé près des vaisseaux.

Selon la structure microscopique du bois, en utilisant les déterminants disponibles, il est possible d'établir la race plus précisément que par son apparence.

Microstructure du noyau et de l'écorce. La structure de toutes les parties du tronc peut être représentée en considérant la section transversale de la tige de la pousse. Le noyau situé au centre provient du tissu éducatif apical envahi et se compose de cellules parenchymateuses de forme arrondie ou à multiples facettes avec de grandes cavités et des parois minces avec de grands pores simples. Autour du noyau se trouve la pousse formée au cours de la première année de vie. bois primaire, qui se compose de petites cellules à parois épaisses densément connectées. À un jeune âge, les cellules centrales des conifères contiennent de l'amidon et de la résine; dans les troncs des vieux arbres, le noyau est constitué de cellules mortes remplies d'air. Chez les espèces à feuilles caduques, de petites cellules remplies de contenu brun sont placées individuellement ou en groupes parmi les cellules parenchymateuses. Le bois de cœur, ainsi que le bois primaire environnant, est parfois appelé tube central.

Bois recyclé, dont la microstructure a été discutée ci-dessus, est un produit de l'activité du cambium, qui dépose non seulement des cellules ligneuses (xylèmes), mais aussi des cellules libériennes (phloème). Le liber est la partie interne de l'écorce. À l'extérieur, le liber recouvre le cortex primaire, constitué de grandes cellules parenchymateuses, parmi lesquelles se trouvent des canaux résinifères verticaux.

Habituellement, la tige de la pousse est habillée périderme(du gr. peri - environ et derma - peau). Ce tissu tégumentaire, qui a remplacé une peau fine, comprend un liège cambium, qui sépare les cellules du liège vers la surface de la tige, et à l'intérieur (parfois) - des cellules parenchymateuses.

Comme déjà noté, chez un arbre adulte, l'écorce a deux zones distinctes : le liber et l'écorce.

Lub, comme le bois secondaire, comprend des éléments anatomiques qui remplissent des fonctions conductrices, mécaniques et de stockage. La fonction conductrice dans le liber est assurée par des éléments anatomiques tamisés. Les cellules criblées sont caractéristiques des conifères. Ce sont de longues cellules étroites aux extrémités biseautées, ressemblant à des trachéides. Aux extrémités et les parois latérales sont situées sous la forme d'ellipses, semblables à des tamis, avec de nombreux petits trous. Les cellules de tamis se ferment les unes aux autres aux extrémités "se chevauchent", formant des rangées longitudinales.

Les tubes criblés, qui sont le tissu conducteur du liber de feuillus, ressemblent à des vaisseaux. Les segments des tubes criblés sont séparés par des septa transversaux (parfois quelque peu inclinés) avec de nombreux petits trous, uniformément répartis ou collectés en groupes. Les cellules compagnes parenchymateuses jouxtent les tubes tamis sur le côté; parfois chaque segment a plusieurs de ces cellules de plus petite longueur.

Les deux types d'éléments anatomiques tamisés du liber (cellules tamisées et tubes tamisés), contrairement aux trachéides et aux vaisseaux en bois, ont des membranes de cellulose non lignifiées et un protoplaste vivant. Les éléments de tamis fonctionnent dans la plupart des espèces pendant une saison, puis meurent, et chez les espèces de feuillus, leurs cellules compagnes meurent simultanément avec les tubes de tamis.

La largeur des cellules tamisées du pin (selon I. S. Geles) est de 29 à 50 microns, la longueur est de 2,5 à 5,9 mm. Le diamètre des tubes tamis est de 20 à 30 microns, la longueur des segments est de quelques dixièmes de millimètre.

La fonction mécanique du liber est assurée par les fibres libériennes et les cellules pierreuses. Fibres libériennes protéger les éléments de tamis situés entre eux contre la compression. Les fibres sont similaires aux fibres libriformes, elles ont également des parois lignifiées épaisses avec des pores simples et de très petites cavités. Les espèces de conifères ont relativement peu de fibres libériennes, tandis que le pin n'en a pas du tout. Le tilleul, le peuplier, le saule et d'autres feuillus en ont beaucoup. Les fibres libériennes de tilleul, d'une épaisseur de 30 à 250 microns et d'une longueur de 0,88 à 1,26 mm, forment des brins entrelacés les uns aux autres, recouvrant le tronc sous la forme d'une grille.

cellules rocheuses, ayant la forme de polyèdres, est beaucoup plus courte, mais généralement plus large que les fibres libériennes, parfois elles ont une forme ramifiée (en sapin). Ils tirent leur nom de la dureté des parois, fortement épaissies et imprégnées de lignine. De nombreux pores dans les murs sont simples.

Dans certaines races, seules les cellules pierreuses remplissent des fonctions mécaniques dans le liber (épicéa, mélèze, sapin, bouleau, hêtre, platane), dans d'autres races, elles aident les fibres libériennes (chêne, saule, aulne, érable, frêne).

La fonction de stockage dans le liber est assurée par les cellules du parenchyme qui, comme dans le bois, forment deux systèmes : horizontal (rayons libériens) et vertical (parenchyme libérien). Raies libériennes, traversant l'étrave dans le sens radial, sont dans le prolongement des rayons du coeur. Parfois, par exemple, chez le pin, il existe des rayons libériens hétérogènes, constitués de cellules parenchymateuses allongées en longueur (couchées) et en hauteur (debout). Les cellules couchées sont situées au milieu de la poutre et les cellules debout sont situées sur les bords. Les cellules des raies libériennes ont des parois non lignifiées. Certains des rayons pénètrent tout le liber, d'autres, à partir du cambium, n'atteignent pas la croûte.

Parenchyme libérien peut être représenté par des cellules ou brins fusiformes. A certaines époques de l'année, ils accumulent de l'amidon ; ils deviennent particulièrement visibles lorsqu'ils contiennent des résines ou des tanins. Chez certaines espèces (pin), ils sont situés dans des groupes séparés, chez d'autres (tilleul), avec des tubes tamis, ils forment des couches tangentielles (sur une section transversale).

Croûte contient des couches de cellules de liège et une section de liber mort. cellules de liège ont la forme de polyèdres, quelque peu allongés le long de l'axe de la tige et aplatis dans le sens radial. Ils sont situés dans des rangées radiales très denses (sans espaces intercellulaires), meurent peu de temps après leur formation. Cela est dû au dépôt dans leurs parois d'une substance spéciale matière organique - suberina. Des couches de subérine alternent avec des couches de cire, ce qui assure principalement l'imperméabilité des parois cellulaires (elles n'ont pas de pores) à l'eau et aux gaz. Les cellules en liège à paroi mince remplies d'air ont de bonnes propriétés d'isolation thermique. Les fonctions protectrices de l'écorce d'un arbre en croissance sont principalement dues à la présence de cellules de liège dans celle-ci.

Chez certaines espèces (bouleau, hêtre), l'écorce n'est représentée que par des cellules de liège. Ces roches se distinguent par une surface lisse de l'écorce. L'échange de gaz entre l'environnement et les parties internes du canon s'effectue par Lentilles- Formations structurales avec des cellules peu espacées. Des lenticelles sous forme de bandes transversales étroites et sombres atteignant 10 à 15 cm de long sont clairement visibles sur la surface blanche des troncs de bouleau.

Une épaisse couche de croûte protège le tronc des brûlures lors des incendies de forêt. Le chêne-liège et l'arbre à velours ont une croûte particulièrement épaisse, constituée principalement de cellules de liège. L'écorce de ces arbres (écorce de liège) est périodiquement coupée et utilisée à des fins techniques.

Structure en bois de racine. Les tissus du tronc passent progressivement dans les tissus de la racine, il n'y a donc pas de frontière bien définie entre le tronc et la racine. La structure du bois des grosses racines a beaucoup en commun avec la structure du bois du tronc. La majeure partie du bois de racine de conifères se compose également de trachéides précoces et tardives. Voici les rayons centraux, le parenchyme du bois, il y a des passages de résine.

Cependant, les racines n'ont pas de noyau, au centre il y a du bois primaire avec un ou plusieurs passages de résine (dans la plupart des espèces). Les racines ne forment généralement pas de noyau. La limite entre les cernes annuels est moins perceptible que dans le tronc, et la transition du bois précoce au bois tardif dans chaque couche annuelle est plus douce. Cela est dû à l'absence de fortes fluctuations saisonnières de la température et de l'humidité de l'environnement (sol).

Les trachéides dans le bois secondaire de la racine, selon V. E. Vikhrov et L. V. Kostareva, ainsi que dans le bois du tronc, sont disposées en rangées radiales régulières. Cependant, les trachéides sont de longues et grandes cavités et des parois minces, équipées de pores bordés, qui sont situées non seulement sur une, mais aussi sur deux et parfois sur trois rangées (pin, épicéa, sapin, mélèze). Des pores frangés se trouvent également souvent sur les parois tangentielles des trachéides tardives et précoces (à l'exception du genévrier).

Les rayons centraux dans le bois des racines sont plus larges et plus denses que dans le bois du tronc. Dans les racines de l'épicéa, du mélèze et du pin, il existe des rayons médullaires sans trachéides horizontaux. Chez le sapin, les rayons médullaires ont des cellules parenchymateuses marginales, fortement allongées le long du rayon, avec des parois externes arquées. Les canaux résinifères du bois des racines sont entourés d'un grand nombre de cellules du parenchyme qui les accompagne, qui forment des ceintures continues ou des grappes unilatérales. Le bois de racine a une densité et une résistance inférieures à celles du bois de tronc.

Chez les espèces à feuilles caduques, les vaisseaux sont fortement développés dans le bois des racines. Selon les études de V. E. Vikhrov et S. A. Tumanyan, il n'y a pas de noyau dans les grandes racines latérales du chêne, le bois est vasculaire de manière diffuse, les couches annuelles sont étroites et peu visibles, il n'y a pas de différence entre le bois précoce et tardif. Outre les rayons centraux larges et étroits, il existe également des rayons faux larges. Le bois des racines de chêne contient une grande quantité de parenchyme ligneux dont les cellules sont plus grosses que celles du tronc. Les cellules parenchymateuses, les trachéides et les vaisseaux sont situés dans la partie centrale des racines de chêne ; il n'y a pas de noyau, composé uniquement de cellules parenchymateuses, dans les racines.

Des études de L. A. Lebedenko ont montré que chez d'autres espèces de cette famille (hêtre, châtaignier), il existe également des différences notables entre la structure du bois des racines et celle du tronc. Dans le même temps, chez le bouleau et l'aulne, le bois des racines diffère peu par sa structure du bois du tronc.

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La structure macroscopique du bois permet d'étudier la structure au niveau de la macrostructure - visible à l'œil nu sans l'utilisation d'instruments grossissants et d'un microscope. Toutes les branches qui apparaissent sur l'arbre restent toujours à la même hauteur. L'arbre grandit en hauteur en raison de l'apparition d'une nouvelle pousse chaque année. L'augmentation du diamètre de l'arbre est due au cambium - une couche de bois située directement sous l'écorce et qui diffère du reste des couches par sa douceur. Le cambium est un tissu éducatif qui permet la croissance aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur de l'arbre. Les cellules externes forment un liber dont les couches extrêmes, à mesure que le diamètre du tronc augmente, meurent et passent dans l'écorce. Les cellules internes assurent la croissance des couches de bois. Le bois meurt également progressivement, formant une base centrale solide, et la partie vivante du bois - l'aubier - assure une croissance supplémentaire.

Aubier et duramen

Lors de l'étude macroscopique de la structure du bois, nous observons que certains types d'arbres ont une couleur uniforme tout au long de la coupe, tandis que d'autres ont des couches de bois plus claires autour de la partie centrale de couleur foncée. La partie centrale s'appelle le noyau et les couches qui l'entourent s'appellent l'aubier. Il existe des espèces d'arbres dans lesquelles la partie centrale du tronc ne diffère pas de l'extérieur en couleur, mais contient moins d'eau(on parle d'un arbre vivant). Ce bois est appelé mûr, et Nom commun espèces d'arbres à bois mûr - espèces de bois mûr. Les roches avec un noyau prononcé sont appelées son. De plus, il existe des roches dont la teneur en eau dans les parties centrale et périphérique est la même, tout comme la couleur. Ces types de bois sont communément appelés aubier.

En fait, chaque type de bois a un noyau, seule la couleur foncée n'est pas inhérente à tout le monde. En fait, le bois mature est le noyau de l'arbre et ne diffère que par la couleur. Et les arbres de ce type sont appelés non nucléaires.

Au sein du groupe des roches sans noyau, on distingue les variétés de bois mûr et d'aubier. Dans la première, la partie périphérique de l'arbre a une teneur en humidité plus élevée que la partie centrale, et dans les roches de la deuxième variété, la teneur en humidité de l'arbre est la même sur toute la section du tronc. Les arbres à feuilles caduques sont classés comme aubier. La partie supérieure de l'arbre contient plus d'aubier. Plus près de la crosse, son volume diminue. Le volume d'aubier dépend aussi de l'âge de l'arbre ; avec l'âge, son volume diminue. Parfois, la partie centrale du tronc des essences de bois non essentielles s'assombrit. Dans de tels cas, on parle de faux noyau.

Les jeunes arbres n'ont pas de noyau. Il se forme au fil du temps, dans différentes races en temps différent. Ainsi, en pin lorsqu'il atteint 30-35 ans, et en chêne - entre 8 et 12 ans. Par conséquent, la largeur de l'aubier du chêne est inférieure à celle du pin. Au fur et à mesure que le diamètre du tronc augmente, une partie de l'aubier passe dans le noyau. Prenons le chêne comme exemple. Si un jeune arbre a un diamètre de tronc de 15 cm, le volume du bois de cœur et de l'aubier est approximativement le même. Lorsque le diamètre du tronc atteint 30 cm, le volume du noyau devient plus grand que le volume de l'aubier d'environ 3 à 5 fois. Lorsque le diamètre est de 60 cm, 90% du volume tombe sur le cœur de l'arbre.

La taille de l'aubier est directement affectée par les conditions dans lesquelles l'arbre pousse. Les chênes poussant sur des sols solonetziques ont un aubier plus large que les chênes poussant dans les forêts de chênes des plaines inondables. Dans le même temps, la largeur de l'aubier du chêne reste la même sur toute la hauteur du tronc, tandis que chez le pin et l'épicéa, la quantité d'aubier augmente dans la partie supérieure du tronc. Avec l'âge, la largeur de l'aubier des pins augmente. Après avoir atteint cent ans, la croissance annuelle du bois diminue et, par conséquent, la largeur de l'aubier diminue également.

L'aubier d'un arbre en croissance a la fonction d'une "conduite d'eau" - l'eau monte à travers elle jusqu'à la partie supérieure du tronc. De plus, il accumule les nutriments nécessaires à la croissance.

Le noyau est formé en raison de la mort des cellules vivantes du bois, du colmatage des canaux conducteurs d'eau, de la formation de résines et de carbonate de calcium. Le bois de la zone centrale lui-même est imprégné de tanins et de colorants et acquiert une densité accrue. A la lumière de tous ces phénomènes, il acquiert une résistance accrue aux microbes putréfiants.

Le bois du bois de cœur est très dense, c'est pourquoi il est souvent utilisé pour la fabrication de récipients pour liquides. La partie centrale en raison de sa haute densité il est mal imprégné d'antiseptiques, ce qu'il faut savoir lors de l'utilisation du bois dans l'industrie.

Anneaux annuels (couches annuelles)

La croissance saisonnière de l'arbre donne une nouvelle couche de bois, appelée cerne annuel. Les anneaux concentriques sur les coupes transversales d'un arbre peuvent révéler l'âge de l'arbre. Si nous imaginons la structure du tronc comme plusieurs cônes plantés les uns sur les autres, alors par le nombre d'anneaux sur la coupe (moins deux), il est déterminé combien d'années il a fallu à l'arbre pour atteindre la hauteur de cette coupe. Le nombre d'anneaux dans la crosse indique son âge général. Donc, si en bas on voit 12 cernes, alors l'arbre est allumé ce moment 10 années. Et si dans la partie supérieure la coupe est représentée par 7 anneaux, cela signifie que l'arbre a atteint cette hauteur depuis 5 ans.

Le motif formé par les anneaux annuels dépend de la nature de la coupe. Cela peut être vu plus clairement dans les coupes de conifères. La coupe radiale sera représentée par des rayures longitudinales parallèles, la coupe transversale ressemblera à des cercles concentriques et la coupe tangentielle ressemblera à un motif avec des rayures sinueuses.

La largeur des cernes annuels est influencée par le type d'arbre, les conditions de sa croissance, l'âge et le lieu de la coupe. Les arbres à croissance lente produisent des cernes étroits, tandis que les arbres à croissance rapide produisent des cernes larges. jeune arbre forme de larges couches annuelles, l'ancienne - étroite. Naturellement, les couches annuelles sur le tronc principal sont plus larges que sur les branches. Comment de meilleures conditions dans lequel l'arbre pousse, plus la croissance annuelle du bois et la largeur de la couche annuelle sont importantes.

Il est également intéressant de noter que si l'on considère une coupe transversale d'un arbre, on peut noter le schéma suivant: la largeur des couches annuelles au cœur est petite, elle augmente jusqu'à un certain maximum, après quoi elle diminue à nouveau.

Près de l'écorce même de l'arbre, les couches annuelles ont une faible largeur. Ainsi, en examinant la structure d'un arbre, la largeur et le nombre de couches annuelles, on peut même imaginer comment le climat a changé au cours de sa croissance. Et à l'aide de calculs simples, vous pouvez déterminer le temps de fabrication d'un objet en bois.

Les arbres qui poussent en groupes dans les mêmes conditions ont généralement presque forme cylindrique tronc, avec un léger rétrécissement au sommet. Un exemple frappant en est les pins maritimes, grands et élancés en sélection, ils ont tous la même épaisseur de tronc, presque de la base au sommet. Si vous regardez un pin qui pousse seul dans un champ, son tronc a généralement de nombreuses branches, la cime est tentaculaire. La circonférence de la base d'un tel pin est grande et, au sommet, le tronc se rétrécit fortement. Les scientifiques appellent un tel emballement du tronc. Dans ce cas, il y a souvent une différence dans la largeur des couches annuelles sur les côtés opposés de l'arbre. Il y a un décalage dans la partie centrale du tronc. Sur les branches latérales, le cœur est presque toujours décalé par rapport au centre et la coupe ressemble plus à une ellipse qu'à un cercle.

Tous les arbres ne sont pas coupés en cercles concentriques. Il existe des espèces d'arbres avec des couches annuelles ondulées. Par exemple, ceux-ci incluent l'aulne et le hêtre.

Les couches annuelles poussent du centre vers la périphérie. Souvent, leur partie interne a une couleur plus claire et moins de dureté que la partie externe. Ceci est particulièrement visible chez les conifères. L'eau contenant des nutriments monte le long de la partie interne des couches annuelles (bois initial) et les parties externes (bois tardif) donnent de la force à l'arbre.

rayons centraux

Chaque arbre de la section a des rayons centraux - des lignes lumineuses qui divergent de la partie saine de l'arbre à l'écorce. Ils ne sont pas toujours visibles visuellement, mais sont toujours présents. Leur largeur est petite - de 0,005 à 1 mm (très étroite, étroite ou large). Les faisceaux larges peuvent en fait être constitués de plusieurs faisceaux étroits situés les uns à côté des autres.

Une section radiale d'un arbre montre de tels rayons sous la forme de taches ou de rayures transversales brillantes, qui forment parfois un motif particulier. Plus la direction du faisceau coïncide avec le plan de la coupe du bois, plus son motif visible sur la coupe est long.

Sur une coupe tangentielle, la forme des rayons s'apparente à un fuseau ou des lentilles en contour. Leur hauteur dans la section dépend du type d'arbre.

Au cours de la vie d'un arbre, les rayons centraux conduisent l'eau et les nutriments le long de plans horizontaux. Dans un arbre en croissance, les rayons médullaires servent principalement à conduire l'eau et les nutriments dans une direction horizontale et à stocker les nutriments de réserve en hiver.

Chaque type d'arbre a montant différent rayons centraux. Si, sur une coupe tangentielle d'un bouleau ou d'un pin, on compte leur nombre sur une surface de 1 centimètre carré, on obtiendra un nombre égal à 3000 ou plus. Et si vous comptez de la même manière le nombre de rayons dans un genévrier, il y en aura environ 15 000. Ils sont très étroits et ressemblent à des rayons ressemblant à des cheveux.

La partie inférieure du tronc de l'arbre a un très grand nombre de rayons, à mesure qu'ils montent, leur nombre diminue. Certes, dans la zone de la couronne, leur nombre augmente légèrement. Les paramètres des rayons augmentent de la partie centrale du tronc vers la périphérie, ainsi que leur nombre. Au sein des arbres d'une même espèce, ces indicateurs dépendent des conditions dans lesquelles ils poussent. Les espèces d'arbres à feuilles caduques ont plus de rayons centraux que les conifères. En termes de pourcentage, dans les feuillus, leur part est de 15% du volume de bois et de 5 à 8% - la part dans le volume des conifères.

Représentants principaux

Sur les coupes longitudinales arbres à feuilles caduques des tirets, des taches ou des rayures peuvent être observés le long des limites des couches annuelles. Ils sont peints en brun foncé ou marron et ont une structure identique à la structure du bois de cœur. Pour certaines espèces, la présence de telles rayures et taches est un signe de diagnostic fiable lorsqu'il est nécessaire de déterminer le type de bois à partir du bois. De telles formations sont observées dans la partie inférieure du tronc. Chez les conifères, les arbres sont très rares.

Vaisseaux - conducteurs d'humidité et de nutriments

Dans les arbres à feuilles caduques, l'eau est puisée dans le sol par les racines, puis, à travers des récipients spéciaux qui ressemblent à des tubes ordinaires, elle est acheminée vers le reste de l'arbre. Sur une coupe transversale d'un arbre, les vaisseaux ressemblent à de petits trous.

Il n'y a pas de vaisseaux dans la structure des conifères.

Les vaisseaux varient en taille, de très petits, qui ne peuvent être vus qu'au microscope, à de grands vaisseaux visibles à l'œil humain. Dans le même temps, ils sont répartis principalement dans la région précoce des couches annuelles et forment un anneau sur la coupe, parfois uniformément répartis sur toute la surface de la couche annuelle. Les petits navires se trouvent plus souvent en groupes et, en l'absence de grands, ils sont uniformément répartis sur la zone. Plus près du bord extérieur de la couche annuelle, leur nombre et leur taille diminuent.

Selon la nature de la distribution des vaisseaux sanguins, on distingue les types vasculaires annulaires et vasculaires diffus. Dans le premier, les anneaux annuels sont clairement visibles en raison de la différence entre les régions précoces et tardives de la couche. Chez les espèces d'arbres qui ont une disposition vasculaire dispersée de tous les vaisseaux, les cernes annuels ont une structure homogène et les limites extérieures sont difficiles à distinguer.

Sur une section radiale, des groupes de petits vaisseaux peuvent former un motif en forme de langues de flamme, sur une section tangentielle - des lignes continues ondulées ou interrompues. Avec une nature dispersée de la distribution des vaisseaux sanguins, ils sont visibles sur la coupe sous la forme de points séparés de couleur claire. Un exemple typique est le bois de frêne.

Les rainures de différentes tailles visibles sur la coupe longitudinale de l'arbre sont des vaisseaux. Ils ne sont pas nécessairement situés verticalement, car ils ne tombent que partiellement dans la zone de coupe. Les dimensions des vaisseaux vont de 0,016 à 0,4 mm et dépendent également des conditions de croissance de l'arbre. Les vaisseaux situés à proximité du noyau augmentent de diamètre à mesure qu'ils s'en éloignent, puis, ayant atteint les limites maximales, commencent à diminuer ou à rester constants. Dans le sens allant de la base de l'arbre à son sommet, le nombre de vaisseaux et la surface de la section transversale sur la section longitudinale augmentent.

En raison de la présence de vaisseaux dans le bois dur, il existe une grande perméabilité aux gaz et aux liquides. Leur présence réduit la résistance du bois.

passages de résine

Les conifères (épicéa, pin, cèdre et mélèze) se distinguent par la présence de minces chemins remplis de résine - on les appelle des passages de résine. Et l'if, le sapin et le genévrier n'ont pas de passages de résine.

Selon la façon dont les passages de résine sont situés dans le tronc de l'arbre, ils sont divisés en horizontaux et verticaux. Les poutres verticales associées aux poutres centrales créent un système porteur de résine, qui permet d'extraire la résine par taraudage. Sur les coupes transversales, les passages verticaux de résine ressemblent à des points blanchâtres. Ils sont observés dans le domaine de la zone tardive dans les couches annuelles.

Grâce à la résine, le bois résiste aux processus de décomposition.

Détermination des essences de bois par structure macroscopique

La structure de chaque type de bois est étroitement liée à ses propriétés. Connaissant le type de bois, il est possible d'évaluer avec précision les propriétés technologiques du bois et ses propriétés physiques et mécaniques. Ces propriétés pour chaque essence de bois sont rapportées par les scientifiques dans une base de données de référence, qui sert de guide dans le choix matériaux nécessairesà des fins spécifiques.

Vous pouvez déterminer le type d'arbre en utilisant des signes de bois tels que:

La présence ou l'absence d'un noyau.
La largeur de la couche d'aubier et la nature de la limite entre celle-ci et le duramen.
La netteté des strates annuelles et leurs contours sur la coupe transversale.
À l'intérieur des couches annuelles - la nature de la répartition du bois précoce et tardif et la clarté des limites entre elles.
La présence de rayons centraux, leur nombre, leur taille et leur couleur.
Dans les feuillus, la zone de distribution, la taille et le nombre de vaisseaux, leur état.
Chez les conifères - le nombre et la taille des passages de résine.
Présence ou absence de répétitions de base.

L'utilisation de caractéristiques supplémentaires du bois, telles que la densité et la dureté du bois, la texture et la brillance, rendra le processus de détermination de l'essence beaucoup plus précis.

La couleur du bois est également utilisée dans les diagnostics, bien qu'il soit nécessaire d'être très prudent et de prendre en compte le degré de son changement par rapport aux influences physiques, chimiques et temporaires externes.

Une bonne aide à la définition correcte est fournie par des dessins sur des sections longitudinales de bois. La densité et la dureté du bois lors de la détermination du type de bois dur sont très grande importance, car bien souvent les signes restants sont très mal exprimés.

Structure microscopique du bois

La part des cellules vivantes dans le bois ne représente que 2 % du total. Par structure, la cellule végétale représente le noyau et le cytoplasme dans une fine membrane transparente.

La coque est constituée de matière organique - fibre ou cellulose. En apparence, c'est un film élastique fin et transparent. La structure de la coquille, sa composition et ses dimensions changent au fur et à mesure que la cellule se développe. Les changements les plus fréquents sont la lignification et le bouchage. Au cours de l'activité vitale des cellules, la substance organique lignine s'y forme, ce qui conduit à la lignification des cellules. Une fois que les cellules sont devenues lignifiées, leur croissance s'arrête ou ralentit considérablement, par rapport à la croissance des cellules dans une enveloppe de cellulose.

Les coquilles s'épaississent avec le temps. Cet épaississement se produit de manière inégale. Les endroits non épaissis restants sont appelés pores. L'eau et les nutriments qui y sont dissous passent à travers ces pores de cellule en cellule.

La cellulose elle-même est composée de fibres appelées microfibrilles. L'espace entre ces fibres est rempli d'humidité liée, de lignine et d'hémicellulose.

Variétés de cellules du bois : parenchymateuses et prosenchymateuses

Dans les cellules prosenchymateuses, les fibres ont un diamètre de 0,01 à 0,05 mm et une longueur de 0,5 mm à 3 mm. Les extrémités de ces fibres sont pointues. Les cellules prosenchymateuses constituent la majeure partie du bois, quelle que soit son espèce. Selon leur objectif, les cellules prosenchymateuses sont divisées en conductrices, de soutien et mécaniques. Comme il ressort clairement du nom de ces groupes de cellules, les cellules conductrices ont pour objectif de fournir de l'eau et des nutriments à la cime de l'arbre, en la retirant du sol. La résistance du bois est assurée par des cellules de soutien.

Les fibres des cellules parenchymateuses dans leur apparence ressemblent à un prisme polyédrique avec approximativement la même largeur latérale. La largeur des côtés du prisme est de 0,01 à 0,1 mm. Le but principal des cellules parenchymateuses est l'accumulation et le stockage des nutriments. L'amidon, les graisses et autres nutriments organiques se déposent dans les cellules parenchymateuses et attendent le début de la période végétative. Au printemps, ils servent de source de nutrition pour la formation de feuilles dans la cime de l'arbre. Les cellules parenchymateuses sont situées dans les rayons médullaires. Si nous calculons leur nombre en pourcentage du volume total de l'arbre, cette valeur pour les arbres à feuilles caduques varie de 2 à 15%, tandis que pour les conifères, elle est beaucoup plus faible, seulement 1 à 2%.

tissus en bois

Des groupes de cellules qui accomplissent la même tâche et ont la même structure forment des tissus ligneux. Il existe des types de tissus conducteurs, de stockage, de soutien ou mécaniques et tégumentaires.

La tâche des tissus conducteurs est de fournir de l'humidité et des nutriments qui sont absorbés du sol par le système racinaire de l'arbre, l'ensemble du tronc, des branches et du feuillage.

Les tissus conducteurs sont constitués de cellules aux parois très fines et ayant une forme allongée. En moyenne, la longueur des vaisseaux est de 10 cm, et parfois chez certaines espèces elle peut atteindre une longueur de 2 à 3 m.L'exemple le plus typique d'arbres à longs vaisseaux conducteurs est le chêne. Le diamètre des vaisseaux est très petit, des centièmes aux dixièmes de mm.

Les tissus de stockage sont situés dans la tige et le système racinaire de l'arbre. Le nom de ces tissus correspond parfaitement à la fonction exercée. Le taux de croissance de l'arbre et sa qualité dépendent de leur travail.

La rigidité, la stabilité et la résistance d'un arbre en phase de croissance sont données par les tissus mécaniques (de soutien). fonction de protection facteurs externes porter des tissus couvrants. Ils sont dans l'écorce de l'arbre.

Comment la structure du bois affecte les propriétés physiques et mécaniques

Les propriétés du bois dépendent beaucoup de la structure des cellules, en particulier de leurs membranes. La teneur en pâte de bois solide sera plus importante si la distance entre les microfibrilles est plus petite. Plus la teneur en humidité liée est faible, plus le bois est résistant. Lorsque la teneur en humidité liée est élevée, les microfibrilles s'éloignent les unes des autres, les forces de cohésion s'affaiblissent et les propriétés mécaniques du bois se détériorent. Étant donné que les microfibrilles elles-mêmes sont principalement situées le long de la cellule, l'arbre reçoit également la plus grande force le long de ses fibres.

Ils affectent les propriétés du bois ainsi que la forme et la taille des fibres. Leur forme rectiligne, inhérente aux conifères, confère à ces derniers des indicateurs de résistance plus élevés. La sinuosité des fibres dans les bois durs fournit les meilleures indications de ténacité et de résistance au cisaillement le long des fibres.

Les espèces d'arbres à structure vasculaire annulaire ont une très grande flexibilité, car la présence de vaisseaux confère aux fibres la capacité de ne pas s'effondrer lors du compactage.

Le bois se caractérise par une combinaison rare propriétés positives. C'est assez léger et en même temps matériau résistant bonne résistance aux charges statiques et dynamiques. En raison de sa structure poreuse, le bois a une faible conductivité thermique. Il est facile à usiner, bien collé. Les qualités particulières du bois comprennent sa capacité à retenir supports métalliques- clous, vis, agrafes.

Ces propriétés du bois permettent de créer des structures pliables pratiques pour le transport et l'installation.

Arborescence. La structure est caractérisée par une grande hétérogénéité. Cela peut être vu à l'œil nu sur les sections principales du tronc (Fig. 40) - transversales, radiales et tangentielles. Une transversale (extrémité) est une coupe perpendiculaire à l'axe du tronc. La coupe radiale s'étend le long de l'axe du tronc le long du rayon ou du diamètre de la section transversale. La section tangentielle est formée par un plan parallèle à l'axe du tronc et coupant section transversale le long de la corde.

Le tronc d'un arbre est constitué de nombreuses cellules, allongées principalement sur sa longueur. Les cellules sont regroupées d'une certaine manière et créent un système d'anneaux concentriques à l'extrémité du tronc. Avec d'autres éléments, ils forment la macrostructure du bois.

La macrostructure du bois est visible à l'œil nu ou à faible grossissement, par exemple avec une loupe. On distingue les principaux éléments suivants de la macrostructure: noyau, noyau, aubier, couches annuelles.

Le noyau est la partie centrale étroite du tronc (Fig. 41). C'est un tissu lâche et faible de la formation primaire, facilement susceptible de se décomposer. Dans les panneaux et les barres jusqu'à 50 mm d'épaisseur, le noyau, en règle générale, n'est pas autorisé.

Le noyau est la zone interne du tronc de l'arbre, principalement de couleur foncée. Le noyau est formé à la suite de la mort de cellules de bois vivantes. La couleur sombre du noyau est due au dépôt de résine, de tanins et de colorants, de carbonate de calcium dans les cellules du bois. Ces substances augmentent la résistance du bois de base contre la pourriture.

Riz. 40. Sections principales d'un tronc d'arbre :
1 - transversal (fin), 2 - radial, 3 - tangentiel

L'aubier est la zone extérieure claire du tronc qui entoure le bois de cœur. Fondamentalement, il se compose de cellules vivantes. En règle générale, le bois d'aubier est de couleur claire. En termes de propriétés mécaniques, il n'est pas inférieur au bois de base, mais il résiste moins bien à la pourriture.

Les espèces d'arbres dont le noyau et l'aubier se distinguent clairement sont dites saines (chêne, pin, mélèze, cèdre). Dans certains cas, la partie centrale du bois a la même couleur que la partie extérieure, mais a une teneur en humidité plus faible. Ce bois est appelé mûr et les espèces sont appelées bois mûr (épicéa, sapin, hêtre). Le reste des roches, qui n'ont pas de différence entre les parties centrale et extérieure du tronc, ni en couleur ni en humidité, sont appelées aubier (bouleau, tremble, aulne).

Les couches annuelles représentent la croissance annuelle du bois. Ils sont constitués de cellules formées au cours d'une saison de croissance. Sur la section transversale, les couches annuelles sont disposées sous la forme d'anneaux concentriques, sur la section radiale elles forment des bandes parallèles s'étendant dans le sens longitudinal, sur la section tangentielle - lignes convergentes sinueuses (Fig. 42).

Chaque couche annuelle est constituée de bois précoce et tardif. Le bois précoce se forme au printemps, le bois tardif - à la fin de l'été. Le bois précoce est plus léger que le bois tardif. Les cellules du bois ancien sont plus grandes et leur épaisseur de paroi est plus petite. Par conséquent, le bois précoce est plus poreux et plus faible, tandis que le bois tardif est plus dense et plus résistant. Plus le bois est tardif dans la strate annuelle, plus les propriétés mécaniques de la roche sont élevées.

La macrostructure du bois est également caractérisée par des rayons centraux, des vaisseaux et des passages de résine.

Riz. 41. Coupe transversale du tronc :
1 - noyau, 2 - poutre centrale, 3 - noyau, 4 - aubier, 5 - écorce, 6 - couches annuelles

Les rayons centraux (voir Fig. 41) d'un arbre en croissance servent à conduire l'eau dans la direction radiale et à stocker les nutriments de réserve. La couleur des rayons centraux peut être plus foncée ou plus claire que le bois environnant.

Les navires ne sont typiques que pour le bois dur. Ce sont des tubes, des canaux de différentes sections, destinés à acheminer l'eau des racines jusqu'à la cime de l'arbre.

Riz. 42. Couches annuelles sur tronçons de bois de pin :
a - transversal, b - radial, c - tangentiel; une -. bois précoce, 2 - bois tardif

Les conduits de résine ne sont observés que dans le bois de conifères et sont de minces canaux remplis de résine qui s'étendent dans les directions horizontale et verticale. La résine qu'ils contiennent protège le bois des maladies en cas d'endommagement du tronc.

La microstructure du bois est représentée par un grand nombre plus petites cellules. Les membranes cellulaires sont constituées principalement de matière organique - la cellulose. C'est un polymère naturel, insoluble dans l'eau et les solvants organiques. La cellulose forme un système de fibres primaires appelées microfibrilles. Les fibres primaires sont situées dans les membranes cellulaires en plusieurs couches.

Des cellules de même structure, remplissant les mêmes fonctions, forment les tissus du bois. Selon l'objectif, on distingue les tissus mécaniques, conducteurs et de stockage.

Les tissus mécaniques (de support) donnent au bois la résistance nécessaire. Chez les conifères, le tissu de soutien est constitué de fibres minces et allongées avec des coquilles lignifiées épaissies (trachéides). Dans les bois durs, les fibres libriformes remplissent une fonction similaire. Les tissus mécaniques occupent la majeure partie du volume de la substance ligneuse.

Les tissus conducteurs sont des cellules allongées à parois minces à travers lesquelles l'humidité contenant les nutriments dissous passe des racines à la couronne.

Les tissus de stockage, concentrés principalement dans les rayons médullaires, servent à accumuler et à stocker les nutriments et sont constitués de courtes cellules de stockage.

De cette façon, caractéristique structure du bois réside dans le fait qu'il se compose de nombreuses cellules d'une structure fibreuse. Les fibres sont orientées principalement selon l'axe du tronc. Les parois cellulaires de la substance ligneuse sont relativement minces. La disposition orientée des fibres est à l'origine des propriétés inégales du bois dans les directions radiale, tangentielle et longitudinale. Les cavités cellulaires, qui représentent une part importante du volume, ainsi que les espaces intercellulaires forment une grande porosité du bois.

propriétés du bois. Ils sont caractérisés par un ensemble d'indicateurs, qui comprennent l'apparence, la densité, la porosité, l'humidité, le retrait, la résistance, la dureté et la capacité de tenir des attaches métalliques.

Apparence dépend principalement de la couleur et de la texture du bois.

La couleur est souvent l'une des caractéristiques les plus importantes pour reconnaître le type de bois. La cellulose, dont le bois est principalement composé, est presque couleur blanche. Toute la variété des nuances de couleurs est associée à la coloration, aux tanins et aux substances résineuses présentes dans le bois. La couleur dépend des conditions climatiques dans lesquelles l'arbre pousse. Les roches de la zone tempérée sont de couleur pâle, les tropicales sont brillantes.

La texture est un motif formé à la surface du bois lorsque ses fibres, ses couches annuelles et ses rayons centraux sont coupés. Le bois de conifères a, en règle générale, une texture simple et monotone. Les feuillus à rayons centraux prononcés - chêne, hêtre - ont une très belle texture sur les sections radiales et tangentielles.

La densité affecte considérablement les propriétés du bois, en particulier sa résistance. La véritable densité du bois varie dans des limites très étroites, puisque la substance du bois est principalement constituée de cellulose. Par conséquent, quelle que soit l'essence de bois, la densité réelle est supposée être de 1,54 g/cm3. La densité moyenne dépend à la fois de l'espèce et des conditions de croissance de l'arbre. Cela varie considérablement. Ainsi, la densité moyenne, déterminée à une humidité standard, est de kg / m3: pour le bois de pin - 500; épicéa - 450; chêne - 690; hêtre - 670; bouleau - 630. La densité moyenne varie en fonction de la teneur en humidité du bois.

La porosité du bois est liée à sa densité. Lorsque la densité moyenne diminue de 800 à 300 kg/m3, la porosité augmente de 55 à 80 %. Par conséquent, la majeure partie du volume du bois est occupée par des pores.

La teneur en humidité du bois peut varier de zéro (bois absolument sec) à 100 % ou plus (bois humide). Les changements d'humidité affectent considérablement les propriétés du bois. Si un échantillon de bois absolument sec est maintenu dans l'air humide pendant une longue période, sa masse augmentera d'abord puis se stabilisera. Cela est dû au fait que la vapeur d'eau se condense dans les parois des cellules du bois. L'humidité qui s'accumule dans les parois cellulaires est appelée liée ou hygroscopique. L'état du bois, dans lequel les parois cellulaires sont saturées au maximum d'eau et où seul l'air se trouve dans les cavités cellulaires, est caractérisé par la limite d'hygroscopicité. Pour la plupart des roches, la teneur en humidité correspondant à la limite d'hygroscopicité à température ambiante, est de 30 % en poids.

Les molécules d'eau liée, se condensant dans les parois cellulaires, tombent dans les interstices entre les microfibrilles. Cela provoque un épaississement des parois cellulaires et, par conséquent, un gonflement du bois. Dans le même temps, les forces d'interaction entre les microfibrilles sont affaiblies, ce qui entraîne une diminution de la résistance du matériau.

Lorsque le bois est saturé d'eau goutte à goutte, non seulement les parois, mais également les cavités des cellules sont remplies. L'humidité dans les cavités cellulaires est dite libre ou capillaire. Il n'affecte pas le gonflement et la résistance du bois, mais peut en changer d'autres. propriétés physiques. Par exemple, à mesure que l'humidité augmente, le bois devient plus lourd, sa conductivité thermique et électrique augmente.

Compte tenu de la grande influence de l'humidité, il a été convenu de déterminer toutes les propriétés à une humidité standard de 12 %. Cet indicateur correspond à la teneur en humidité du bois sec, qui est stocké dans des conditions ambiantes.

Le rétrécissement est une diminution des dimensions linéaires et du volume produits en bois lors de l'élimination de l'humidité liée du bois. De telles déformations sont observées lorsque l'humidité change dans la plage de zéro à 30%, c'est-à-dire jusqu'à la limite d'hygroscopicité. Le rétrécissement dans différentes directions n'est pas le même. Le retrait est le plus petit le long des fibres de bois - 0,1 ... 0,3%, dans la direction tangentielle 6 ... 10%, dans la direction radiale - 3 ... 5%.

Des déformations de retrait inégales dans différentes directions provoquent la fissuration et le gauchissement du bois et des produits du bois.

Le gonflement du bois se produit lorsqu'il est humidifié. Les déformations de gonflement sont similaires aux déformations de retrait, mais de signe opposé.

La résistance dépend de la direction d'action des forces par rapport aux fibres, de la densité, de l'humidité, du type et de la taille des défauts. Mieux encore, le bois résiste à l'étirement et à la flexion ; sa résistance à la compression est quelque peu inférieure (tableau 21).

En termes de résistance à la compression, le bois correspond aux classes les plus élevées de béton, et en termes de résistance à la flexion et à la traction, il le dépasse de loin. En pratique, il est très difficile d'utiliser la haute résistance à la traction du bois en raison de la difficulté de fixer les extrémités de travail des produits, dans lesquelles des contraintes de cisaillement se produisent et le bois s'effondre. La résistance du bois à l'écaillage et à l'écrasement est très faible et la rupture par traction ne se produit pas sous forme de rupture, mais sous forme d'écaillage ou d'écrasement aux endroits où le produit est fixé. Par conséquent, le bois est principalement utilisé dans les structures flexibles et compressibles (poutres, poteaux), moins souvent dans les éléments tendus (bouffées de fermes de chevrons).

La résistance du bois, notamment en compression et en flexion, dépend de sa teneur en humidité. Seule l'humidité liée contenue dans les membranes cellulaires a un effet significatif. À mesure que l'humidité augmente, la résistance du bois diminue, en particulier à une humidité de 20 à 25 %. Au-delà de la limite d'hygroscopicité (plus de 30%), la résistance du bois reste inchangée.

Les propriétés mécaniques dépendent non seulement de l'humidité, mais aussi des défauts du bois. Par conséquent, les résistances calculées prennent 5 à 10 fois moins que les caractéristiques de résistance du bois indiquées dans le tableau. 21.

La dureté est d'une grande importance lors du traitement du bois avec un outil de coupe. La surface d'extrémité a la dureté la plus élevée.

Selon le degré de dureté, toutes les espèces d'arbres sont divisées en trois groupes:

doux (dureté finale inférieure à 38,5 MPa à 12% d'humidité) - pin, épicéa, cèdre, sapin, tilleul, peuplier, aulne;

dur (dureté finale 38,5 ... 82,5 MPa) - mélèze, bouleau, hêtre, orme, chêne, frêne, érable;

très dur (plus de 82,5 MPa) - robinier, bouleau ferré, charme, if, cornouiller, buis.

La capacité à retenir les attaches métalliques est une propriété particulière du bois, en raison de l'élasticité de ses fibres. Un clou enfoncé dans le bois écarte les fibres qui s'exercent dessus. surface latérale pression importante. Les forces de friction qui en résultent maintiennent fermement l'ongle. La capacité à retenir les attaches métalliques est mesurée par la résistance à l'arrachement des clous ou des vis. La résistance à l'arrachement correspond à la force nécessaire pour arracher un clou ou une vis de taille standard dans du bois.

Le bois a la plus grande résistance à l'arrachement dans les directions radiale et tangentielle. La force d'extraction d'un clou enfoncé dans l'extrémité, c'est-à-dire le long des fibres de bois, est presque 50 % inférieure. C'est pourquoi, afin d'obtenir une liaison solide des pièces en bois, vous ne devez pas enfoncer de clous ou visser des vis dans le sens du grain du bois. La résistance du bois à l'arrachement des vis est environ 4 à 5 fois supérieure à celle des clous.

La résistance à l'arrachement dépend également de l'essence, de la densité et de la teneur en humidité du bois. Par exemple, enfoncer et arracher des clous dans du bois de charme (densité 800 kg/m3) demande quatre fois plus de force que du bois de pin dont la densité est de 500 kg/m3. Il est plus facile d'enfoncer des clous dans du bois humide que dans du bois sec. Avec le séchage ultérieur, la capacité du bois à retenir les clous diminue.

arborescence

Parties d'un arbre en croissance. Un arbre en croissance se compose d'une couronne, d'un tronc et de racines. Au cours de la vie d'un arbre, chacune de ces parties effectue sa propre certaines fonctions et a diverses applications industrielles.

La couronne est constituée de branches et de feuilles (ou aiguilles). À partir du dioxyde de carbone absorbé de l'air et de l'eau provenant du sol, des substances organiques complexes se forment dans les feuilles, nécessaires à la croissance de l'arbre. L'utilisation industrielle de la couronne n'est pas grande. Des feuilles (aiguilles), ils obtiennent de la farine vitaminée - un produit précieux pour l'élevage et l'aviculture, des médicaments, des branches - des puces technologiques pour la production de carton-caisse et de panneaux de fibres.

Le tronc d'un arbre en croissance conduit l'eau avec les minéraux dissous vers le haut (courant ascendant) et avec les substances organiques vers les racines (courant descendant); stocke les nutriments de rechange ; sert à loger et à maintenir la couronne. Il donne l'essentiel du bois (de 50 à 90 % du volume de l'arbre entier) et revêt une importance industrielle majeure. La partie supérieure fine du tronc s'appelle le haut, la partie inférieure épaisse s'appelle la crosse.

La figure 1b montre le processus de développement conifèreà partir d'une graine et d'un schéma de construction d'un tronc d'arbre à l'âge de 13 ans. Le processus de croissance peut être considéré comme la croissance de couches de bois en forme de cône. Chaque cône suivant a une hauteur et un diamètre de base plus grands. La figure montre 10 cercles concentriques (limites des incréments annuels) sur la section transversale inférieure, et sur la même section supérieure, il n'y en a que cinq.

Les racines conduisent l'eau avec des minéraux dissous dans le tronc; stocker des réserves de nourriture et maintenir l'arbre droit. Les racines sont utilisées comme combustible secondaire. Des souches et de grosses racines de pin, quelque temps après l'abattage des arbres, servent de matières premières pour l'obtention de colophane et de térébenthine.

Sections principales du coffre. Une coupe passant perpendiculairement à l'axe du tronc forme un plan d'extrémité, une coupe passant par l'âme du tronc forme un plan radial, et à une certaine distance de celui-ci un plan tangentiel (Fig. 2) Le bois sur ces coupes a différentes sortes et différentes propriétés.
Sur la coupe transversale du tronc (Fig. 3) on peut voir le noyau, l'écorce et le bois avec ses couches annuelles.

Le noyau est une partie centrale étroite du tronc, représentant un tissu lâche. Sur la section d'extrémité, cela ressemble à une tache sombre (ou d'une autre couleur) d'un diamètre de 2 à 5 mm. Sur une coupe radiale, l'âme est visible sous la forme d'une étroite bande droite ou sinueuse foncée.

L'écorce recouvre l'arbre en un anneau continu et se compose d'une couche - la croûte et d'une couche interne - le liber, qui conduit l'eau avec les substances organiques produites dans les feuilles vers le bas du tronc. L'écorce protège l'arbre de dommages mécaniques, changements brusques de température, insectes et autres influences nocives environnement. Le type et la couleur de l'écorce dépendent de l'âge et du type d'arbre. Chez les jeunes arbres, l'écorce est lisse et, avec l'âge, des fissures apparaissent dans l'écorce. L'écorce peut être lisse (sapin), écailleuse (pin), fibreuse (genévrier), verruqueuse (fusain).

Selon les essences, l'âge de l'arbre et les conditions de croissance de nos essences forestières, l'écorce constitue de 6 à 25 % du volume du tronc. Entre l'écorce et le bois se trouve une couche très fine et juteuse non visible à l'œil nu - le cambium, constitué de cellules vivantes.

Le bois d'un arbre en croissance occupe la majeure partie du tronc et revêt une importance industrielle majeure.

Structure macroscopique du bois

La partie de couleur foncée du tronc s'appelle le noyau et la partie de couleur claire s'appelle l'aubier.
Dans le cas où la partie centrale du tronc est caractérisée par une teneur en eau plus faible, c'est-à-dire est plus sec, on l'appelle bois mûr, et les essences sont du bois mûr. Les roches avec un noyau sont appelées son. Le reste des roches, qui n'ont pas de différence entre les parties centrale et périphérique du tronc, ni en couleur ni en teneur en eau, sont appelées zobolon (non-core).

De espèces d'arbres croissant sur le territoire ex-URSS, ont un noyau: conifère - pin, mélèze, cèdre; à feuilles caduques - chêne, frêne, orme, peuplier. Les essences de bois mûr sont épicéa conifère et le sapin, le hêtre et le tremble. L'aubier comprend les feuillus : bouleau, érable, charme, buis.
Cependant, chez certaines espèces non essentielles (bouleau, hêtre, tremble), un assombrissement de la partie centrale du tronc est observé. Dans ce cas, la zone centrale sombre est appelée le faux noyau.

Les jeunes arbres de toutes les espèces n'ont pas de noyau et sont constitués d'aubier. Ce n'est qu'avec le temps que le noyau se forme en raison de la transition de l'aubier en bois sain.

Le noyau est formé en raison de la mort des cellules vivantes du bois, du blocage des voies navigables, du dépôt de tanins, de colorants, de résine, de carbonate de calcium. En conséquence, la couleur du bois, sa masse et ses propriétés mécaniques changent. La largeur de l'aubier varie selon la race, les conditions de croissance. Chez certaines espèces, le noyau se forme la troisième année ( if, acacia blanc), chez d'autres - en 30-35 ans ( pin). Par conséquent, l'aubier d'un if est étroit, tandis que celui d'un pin est large.
La transition de l'aubier au cœur peut être brutale (mélèze, if) ou douce (noyer, cèdre). Dans un arbre en croissance, l'aubier sert à conduire l'eau avec des minéraux des racines aux feuilles, et le noyau remplit une fonction mécanique. Le bois d'aubier passe facilement l'eau, est moins résistant à la pourriture, par conséquent, dans la fabrication de récipients pour produits liquides, l'aubier doit être utilisé dans une mesure limitée.

La coupe transversale montre des couches concentriques situées autour du noyau. Ces formations représentent la croissance annuelle du bois. On les appelle couches annuelles. Sur la coupe radiale, les couches annuelles ont la forme de bandes longitudinales, sur les lignes tangentielles - tortueuses (Fig. 4). Les couches annuelles poussent chaque année du centre vers la périphérie et la couche la plus jeune est la plus externe. L'âge de l'arbre peut être déterminé par le nombre de couches annuelles sur la section d'extrémité de la crosse.

La largeur des couches annuelles dépend de la race, des conditions de croissance et de la position dans le tronc. Chez certaines espèces (à croissance rapide), les strates annuelles sont larges (peuplier, saule), chez d'autres elles sont étroites (buis, if). Les couches annuelles les plus étroites sont situées dans la partie inférieure du tronc; vers le haut du tronc, la largeur des couches augmente, puisque l'arbre grandit à la fois en épaisseur et en hauteur, ce qui rapproche la forme du tronc du cylindre.

Dans une même race, la largeur des couches annuelles peut être différente. Dans des conditions de croissance défavorables (sécheresse, gel, manque de nutriments, sols gorgés d'eau), des couches annuelles étroites se forment.

Parfois, sur deux côtés opposés du tronc, les couches annuelles ont une largeur inégale. Par exemple, chez les arbres poussant en lisière de forêt, du côté faisant face à la lumière, les couches annuelles sont larges. En conséquence, le noyau de ces arbres est déplacé sur le côté et le tronc a une structure excentrique.

Certaines races se caractérisent par une forme irrégulière des couches annuelles. Ainsi, sur la coupe transversale du charme, de l'if, du genévrier, on observe l'ondulation des couches annuelles.
Chaque strate annuelle est constituée de deux parties - bois précoce et bois tardif : bois précoce (interne) faisant face au noyau, léger et tendre ; bois tardif (extérieur) faisant face à l'écorce, sombre et dur. La différence entre le bois précoce et le bois tardif est claire chez les conifères et certains feuillus. Le bois précoce se forme au début de l'été et sert à transporter l'eau jusqu'au tronc; le bois tardif se dépose vers la fin de l'été et a une fonction essentiellement mécanique. Sa densité et ses propriétés mécaniques dépendent de la quantité de bois tardif.

Sur une coupe transversale de certaines roches, des lignes légères, souvent brillantes, dirigées du noyau vers l'écorce sont clairement visibles à l'œil nu - rayons du noyau (Fig. 5). Les rayons centraux sont présents dans toutes les races, mais seuls quelques-uns sont visibles.

En largeur, les rayons centraux peuvent être très étroits, non visibles à l'œil nu (chez le buis, le bouleau, le tremble, le poirier et tous les conifères) ; étroit, difficile à distinguer (chez l'érable, l'orme, l'orme, le tilleul); large, bien visible à l'œil nu sur une coupe transversale. Il existe des poutres larges: vraies larges (pour le chêne, le hêtre) et fausses larges - faisceaux de poutres étroites proches (pour le charme, l'aulne, le noisetier).

Sur une coupe radiale, les rayons du cœur sont visibles sous la forme de bandes ou de rubans légèrement brillants situés en travers des fibres. Les rayons centraux peuvent être de couleur plus claire ou plus foncée que le bois environnant.

Sur une coupe tangentielle, ils sont visibles sous forme de traits sombres aux extrémités pointues ou de bandes lenticulaires situées le long des fibres. La largeur du faisceau varie de 0,015 à 0,6 mm.

Les poutres centrales en bois abattu créent beau dessin(sur une section radiale), ce qui est important lors du choix du bois comme matériau de décoration.

Dans un arbre en croissance, les rayons médullaires servent à conduire l'eau dans une direction horizontale et à stocker les nutriments de réserve.

Le nombre de rayons centraux dépend de l'espèce : les feuillus ont environ 2 à 3 fois plus de rayons centraux que les conifères.

Sur la partie terminale du bois de certaines espèces, on peut voir des taches sombres dispersées de couleur brune, brune, situées plus près de la limite de la couche annuelle.

Ces formations sont appelées répétitions de base. Les répétitions du noyau se forment en raison des dommages causés au cambium par les insectes ou le gel et ressemblent à la couleur du noyau.

Navires

Sur la section transversale ( extrémité) des feuillus, des trous sont visibles, représentant des sections de vaisseaux - tubes, canaux de différentes tailles, destinés à conduire l'eau. Par taille, les vaisseaux sont divisés en grands, clairement visibles à l'œil nu, et petits, non visibles à l'œil nu. Les gros vaisseaux sont le plus souvent situés dans le bois initial des couches annuelles et forment un anneau continu de vaisseaux sur une coupe transversale. Ces feuillus sont appelés anneaux vasculaires. Chez les espèces vasculaires annulaires, dans le bois tardif, les petits vaisseaux sont collectés en groupes, clairement visibles en raison de leur couleur claire. Si les petits et les grands vaisseaux sont uniformément répartis sur toute la largeur de la couche annuelle, ces espèces sont appelées feuillus vasculaires dispersés.

Dans les feuillus annulaires, les cernes annuels sont clairement visibles en raison de la nette différence entre le bois initial et le bois final. Chez les espèces vasculaires dispersées à feuilles caduques, une telle différence entre le bois précoce et tardif n'est pas observée et, par conséquent, les cernes annuels sont peu visibles.

a, b, c - roches vasculaires annulaires avec groupement radial, tangentiel et dispersé, d - roche vasculaire dispersée

Chez les espèces vasculaires annulaires à feuilles caduques, les petits vaisseaux du bois tardif forment les types de groupements suivants: radial - sous la forme de rayures radiales légères ressemblant à des flammes (Fig. 6, a - chêne, châtaignier); tangentielle - les petits vaisseaux forment une lumière solide ou intermittente lignes ondulées, allongé le long des couches annuelles (Fig. 6, b - orme, orme, orme); dispersés - de petits vaisseaux en bois tardif sont situés sous la forme de points ou de tirets clairs (Fig. 6, c - frêne).
Sur la fig. La figure 6d montre l'emplacement des vaisseaux chez une espèce vasculaire dispersée à feuilles caduques (noyer). Les vaisseaux sont répartis uniformément sur toute la largeur de la couche annuelle.
Sur les coupes radiales et tangentielles, les vaisseaux ressemblent à des rainures longitudinales. Le volume des navires, selon la race, varie de 7 à 43%.

passages de résine

Les passages de résine sont une caractéristique de la structure du bois de conifères. Il existe des conduits de résine verticaux et horizontaux. Les horizontales passent le long des rayons centraux. Les conduits de résine verticaux sont de minces canaux étroits remplis de résine. Sur la coupe transversale, des conduits résinifères verticaux sont visibles sous forme de points clairs situés dans le bois tardif de la strate annuelle ; sur les coupes longitudinales, des conduits de résine sont visibles sous forme de traits sombres dirigés selon l'axe du tronc. Le nombre et la taille des passages de résine dépendent du type de bois. Dans le bois de pin, les passages de résine sont grands et nombreux, dans le bois de mélèze - petits et peu nombreux.

Les passages de résine occupent un petit volume de bois de tronc (0,2 - 0,7%) et n'ont donc pas d'effet significatif sur les propriétés du bois. Ils sont importants lors du taraudage, lorsque la résine (résine) est obtenue à partir d'arbres en croissance.

Structure microscopique du bois

Une étude du bois au microscope montre qu'il se compose des plus petites particules - des cellules, pour la plupart (jusqu'à 98%) mortes. La cellule végétale a la coque transparente la plus fine, à l'intérieur de laquelle se trouve le protoplaste, composé du cytoplasme et du noyau.

La paroi cellulaire des jeunes cellules végétales est un film transparent, élastique et très fin (jusqu'à 0,001 mm). Il se compose de matière organique - fibre ou cellulose.

Avec le développement, selon les fonctions qu'une cellule particulière est appelée à remplir, la taille, la composition et la structure de sa coquille changent de manière significative. Le type de changement le plus courant dans les membranes cellulaires est leur lignification et leur bouchage.

La lignification de la membrane cellulaire se produit au cours de la vie des cellules à la suite de la formation en elles d'une substance organique spéciale - la lignine. Les cellules lignifiées arrêtent complètement de croître ou augmentent de taille dans une bien moindre mesure que les cellules à membranes de cellulose.

La cellulose dans la membrane cellulaire se présente sous forme de fibres, appelées microfibrilles. Les espaces entre les microfibrilles sont remplis principalement de lignine, d'hémicelluloses et d'humidité liée.

Au cours du processus de croissance, les parois cellulaires s'épaississent, laissant des endroits non épaissis appelés pores. Les pores servent à transporter l'eau et les nutriments dissous d'une cellule à l'autre.

Types de cellules de bois

Les cellules qui composent le bois varient en forme et en taille. Il existe deux principaux types de cellules: les cellules d'une longueur de fibre de 0,5 à 3 mm, d'un diamètre de 0,01 à 0,05 mm, aux extrémités pointues - cellules prosenchymateuses et plus petites ressemblant à un prisme polyédrique avec approximativement les mêmes dimensions latérales (0,01 - 0,1 mm), - parenchymateux.

Les cellules parenchymateuses servent à déposer les nutriments de réserve. Les nutriments organiques sous forme d'amidon, de graisses et d'autres substances sont accumulés et stockés dans ces cellules jusqu'au printemps, et au printemps, ils sont envoyés à la cime de l'arbre pour former des feuilles. Des rangées de cellules parenchymateuses sont situées près de l'arbre le long du radius et font partie des rayons médullaires. Leur nombre dans le volume total de bois est insignifiant: chez les conifères 1-2%, chez les feuillus - 2-15%

La majeure partie du bois de toutes les espèces est constituée de cellules prosenchymateuses qui, selon les fonctions vitales qu'elles remplissent, sont divisées en conductrices et de soutien ou mécaniques. Les cellules conductrices d'un arbre en croissance servent à conduire l'eau du sol à la couronne avec des solutions de substances minérales; les supports créent la résistance mécanique du bois.

tissus en bois

Des cellules de même structure, remplissant les mêmes fonctions, forment les tissus du bois. Selon le but et le type de cellules qui composent les tissus, il existe: des tissus de stockage, conducteurs, mécaniques ( de soutien) et tégumentaires.

Les tissus de stockage (Fig. 7 a, b) sont constitués de courtes cellules de stockage et servent à accumuler et à stocker les nutriments. Les tissus de stockage se trouvent dans le tronc et les racines.

Les tissus conducteurs sont constitués de cellules allongées à parois minces (Fig. 7 c) (vaisseaux, tubes), à travers lesquelles l'humidité absorbée par les racines passe aux feuilles. La longueur des vaisseaux est en moyenne d'environ 100 mm ; chez certaines espèces, comme le chêne, les vaisseaux atteignent 2 à 3 m de long. Le diamètre des vaisseaux varie de centièmes de millimètre (chez les races à petits vaisseaux) à 0,5 mm (chez les races à grands vaisseaux).

Les tissus mécaniques (de soutien) sont dans le tronc (Fig. 7 d). Ces tissus donnent de la stabilité à l'arbre en croissance. Plus ce tissu est épais, plus le bois est dense, plus dur, plus résistant. Les tissus mécaniques sont dits libriformes.

Les tissus tégumentaires sont situés dans le cortex et jouent un rôle protecteur.

La structure du bois de conifères

Le bois de conifères se caractérise par une simplicité relative et une structure correcte. Sa masse principale (90-95 %) est constituée de cellules allongées aux extrémités obliques, situées en rangées radiales, appelées trachéides. Les parois des trachéides ont des pores à travers lesquels elles communiquent avec les cellules voisines. Au sein de la strate annuelle, on distingue les trachéides précoces et tardives. Les premières trachéides (Fig. 7 e) se forment au début du printemps et au début de l'été, ils ont des coquilles minces avec des pores, de larges cavités et servent à transporter l'eau avec des minéraux dissous. Dans les premières trachéides, la taille dans la direction radiale est plus grande que dans la direction tangentielle. Les extrémités des premières trachéides sont arrondies.

Les trachéides tardives se forment à la fin de l'été, ont des cavités étroites et des membranes cellulaires épaisses, elles remplissent donc une fonction mécanique, donnant de la force au bois. La taille dans la direction radiale est plus petite que dans la direction tangentielle.

Le nombre de pores sur les parois des trachéides précoces est environ 3 fois supérieur à celui des parois des trachéides tardives. Les trachéides sont des cellules mortes. Dans le tronc d'un arbre en croissance, seule la couche annuelle nouvellement formée contient des trachéides vivantes.

Les rayons centraux des conifères sont étroits, peu ou pas visibles à l'œil nu. Ils sont constitués principalement de cellules parenchymateuses.
Les passages de résine sont une caractéristique de la structure du bois de conifères. Ce sont des cellules qui produisent et stockent la résine. Certaines races n'ont que des cellules de résine séparées les unes des autres (sapin, if, genévrier), dans d'autres races, les cellules de résine sont connectées dans un système et forment des passages de résine (pin, épicéa, mélèze, cèdre). Il existe des passages de résine horizontaux et verticaux, qui forment ensemble un système unique de canaux communicants. Des conduits résinifères horizontaux courent le long des rayons médullaires et sont bien visibles sur la coupe tangentielle du tronc.

La structure microscopique du bois de conifères est illustrée à la fig. 8a.

Le parenchyme ligneux chez les conifères n'est pas très courant et se compose de cellules parenchymateuses simples allongées sur la longueur du tronc ou de cellules s'étendant le long de l'axe du tronc. Il n'y a pas de parenchyme ligneux chez l'if et le pin.

La structure du bois dur

Par rapport aux conifères, les feuillus ont une structure plus complexe (Fig. 8 b). La majeure partie du bois de feuillus est constituée de vaisseaux et de trachéides vasculaires, de fibres libriformes et de cellules parenchymateuses.

Les vaisseaux sont un système de cellules qui servent dans un arbre en croissance à conduire l'eau contenant des minéraux dissous des racines aux feuilles. L'eau des vaisseaux passe aux cellules vivantes voisines à travers les pores présents dans les parois latérales des vaisseaux.

Les fibres libriformes (voir fig. 8 b) sont les cellules les plus courantes du bois de feuillus et constituent leur masse principale (jusqu'à 76 %). Le volume principal de bois est constitué de cellules de parenchyme ligneux. Ces cellules peuvent être collectées en rangées verticales appelées brins de parenchyme du bois. Les fibres libriformes sont de longues cellules aux extrémités pointues, avec des membranes épaisses et des cavités étroites. Les parois des fibres libriformes sont toujours lignifiées, ont des canaux étroits - des pores en forme de fentes. La longueur des fibres libriformes est comprise entre 0,3 et 2 mm et l'épaisseur est de 0,02 à 0,005 mm. Les fibres Libriform - les éléments les plus durables du bois dur, remplissent des fonctions mécaniques.

La taille et le rapport quantitatif des différentes cellules qui composent le bois, même dans la même essence, peuvent varier selon l'âge et les conditions de croissance de l'arbre.

Les cellules parenchymateuses qui remplissent des fonctions de rechange dans le bois dur forment principalement des rayons centraux.

Les rayons centraux des feuillus sont plus développés que ceux des conifères. En largeur, les rayons médullaires peuvent être étroits à une seule rangée, constitués d'une rangée de cellules allongées le long du rayon. En hauteur, les rayons centraux sont constitués de plusieurs dizaines de rangées d'alvéoles (jusqu'à 100 ou plus chez le chêne, le hêtre). Sur la coupe tangentielle, les rayons à une rangée se présentent comme une chaîne verticale de cellules ; les rayons à plusieurs rangées sont en forme de lentille.

Les espèces à feuilles caduques perdent leurs feuilles pour l'hiver et ont besoin d'une grande quantité de nutriments de réserve. Par conséquent, le bois des espèces à feuilles caduques contient plus de cellules de parenchyme ligneux.

L'influence de la structure du bois sur ses propriétés physiques et mécaniques

La structure fine de la membrane cellulaire a un impact significatif sur les propriétés du bois. Une diminution de la quantité d'humidité liée entraîne une diminution des distances entre les microfibrilles, ce qui augmente les forces d'adhésion entre elles et la teneur en pâte de bois solide par unité de volume. Tout cela conduit à une amélioration des propriétés mécaniques du bois. Au contraire, avec une augmentation de la quantité d'humidité liée, les microfibrilles s'écartent, ce qui réduit les propriétés mécaniques du bois.
Les microfibrilles sont situées principalement le long du grand axe de la cellule. Cela détermine la plus grande résistance mécanique du bois précisément le long des fibres.

Les dimensions des éléments anatomiques individuels affectent également les propriétés physiques et mécaniques du bois. Les trachéides tardives ayant des parois plus épaisses, une augmentation de la teneur en fibres libriformes, en particulier celles à parois épaisses, entraîne une augmentation des propriétés mécaniques.

Les caractéristiques de la structure microscopique du bois dur et du bois de conifères déterminent la différence de leurs propriétés. Les fibres du bois de conifères sont droites. Par conséquent, les conifères ont des indicateurs de résistance plus élevés à la même densité. Le bois dur a une certaine tortuosité dans les fibres, ce qui se traduit par une plus grande résistance aux chocs et une plus grande résistance au cisaillement le long du grain. Le bois des espèces vasculaires annulaires à feuilles caduques se plie mieux, car les vaisseaux sont situés dans le bois précoce, ce qui permet au bois d'être compacté sans destruction.

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