Densité du bois

La densité du bois, grandeur sans dimension correspond pour une essence donnée, au rapport de la masse du bois à la masse d'eau occupant le même volume[1] (autrement dit c'est le rapport entre la masse volumique du bois et $\rho _{\rm {eau}}$ , la masse volumique de l'eau à 4 °C). En première approximation un bois flotte et il a une densité inférieure à un, il coule et sa densité est supérieure à 1. Perpétuant l'usage ancien, la densité du bois dans la littérature moderne est encore souvent exprimée par la masse volumique. La masse volumique (la densité absolue) du bois est le rapport de sa masse à son volume, généralement exprimée en kilogramme par mètre cube.

La densité du bois étant tributaire de son humidité, il est possible de dégager les notions de densité anhydre[2] — densité basée sur le poids et le volume du bois lorsqu'il est déshydraté à l'étuve; de densité à l'état sec à l'air[3] — densité calculée d'après le poids et le volume du bois lorsqu'il est en équilibre avec les conditions atmosphériques ambiantes, par convention un taux d'humidité de 12 % ; de densité à l'état vert[4] — densité basée sur le poids et le volume du bois lorsqu'il est à l'état vert ou saturé. La masse volumique intimement liée à la teneur en humidité de la pièce de bois est donc donnée relativement à une teneur en humidité[5].

La densité du bois est corrélée à plusieurs caractéristiques physiques ou technologiques du bois dont la dureté, la résistance mécanique, différentes propriétés acoustiques[6] - [5], thermiques et calorifiques[5], la flottabilité du bois[7]. La densité du bois influence aussi le coût du transport des grumes et des bois sciés, le prix d’achat du bois au poids, le rendement en pâte ; la densité du bois est un facteur clé pour l’évaluation de la biomasse forestière et de la bioénergie[5].

En principe la teneur en eau augmente avec la diminution de la densité du bois[8].

La densité d'une pièce de bois déterminée ne peut être considéré comme acquise définitivement puisqu'elle est tributaire de son taux d'humidité, lui-même variable selon la température et l'état hygrométrique de l'air ambiant[9].

Densité de la lignocellulose

La densité de la paroi cellulaire, constituée de cellulose, lignine et hémicellulose (collectivement appelés lignocellulose[10]), indifférente de l'essence de l'arbre, est d’environ 1 500 kg/m³ (soit une densité de 1,5[11]). Les essences ont des densités différentes parce qu'elles ont des porosités différentes[5] - [12]. Le bois peut se concevoir conceptuellement comme une combinaison de matière fixe, les parois cellulaires et de vides plus ou moins remplis d'eau[12].

Densité anhydre du bois

Le bois contient également des quantités mesurables d'extractifs organiques tels que des terpènes, des résines et des polyphénols tels que des tanins, des sucres et des huiles; aussi des composés inorganiques tels que les silicates, les carbonates et les phosphates qui apparaissent dans le bois comme des infiltrats et produisent des cendres lorsque la substance du bois est décomposée. Ensemble, la quantité de cendres et d'extractifs va affecter le poids du bois différemment selon les essences[13]. L'iroko par exemple contient 2,35 % de substances minérales[14].

La densité anhydre (en anglais, oven-dry density) est la densité basée sur le poids et le volume du bois lorsqu'il est déshydraté au four. Ce bois ne contient que de la lignocellulose (dans les faits aussi quelques extractifs et substances minérales) et de l'air. On peut à partir du bois anhydre déterminer proportion d'espace rempli d'air dans le bois. Considérant un bois ayant une densité anhydre de 500 kg/m³ (densité absolue, masse volumique), un mètre cube d'un tel bois contiendrait 500 kg de lignocellulose dont la densité est d'environ 1 500 kg/m³. Cela signifie que les substances ligneuses n'occupent que 0,33 m³. Le 0,66 m³ restant étant de l'air, soit deux tiers du volume[15] - [16]. Ce calcul met l'accent sur la porosité de la plupart des bois secs.

Densité, densités

Il existe plusieurs standards pour compter la densité, qui ne vont pas donner des résultats identiques[17] - [18], et souvent les scientifiques eux-mêmes subissent une certaine confusion dans les systèmes utilisés[19]. Par définition, $d=$ $\rho _{\rm {bois}}$ / $\rho _{\rm {eau}}$ , et en première approximation un bois flotte s'il a une densité inférieure à un, il coule si sa densité est supérieure à un. Le balsa flotte alors que le gaïac coule.

Suit une compilation de densités de quelques essences européennes relevées au XIX^e siècle ; le bois est desséché à l'air (humidité de 20 % à 25 %) . Il ne faut pas accorder une valeur absolue à chacun des chiffres, mais le tableau permet un classement des essences suivant leur densité (dixit l'auteur)[20] :


Essence	Densité sec à l'air
Chêne tauzin	0,999
Sorbier domestique	0,972
Micocoulier	0,950
Cornouiller mâle	0,945
Olivier	0,940
Buis	0,935
Chêne rouvre	0,780
Prunier, néflier, cerisier	0,750
Chêne pédonculé	0,715
Érable champêtre	0,702
Sorbier des oiseleurs	0,700
Charme	0,700
Robinier	0,700
Platane	0,680
Hêtre	0,680
Frêne	0,670


Essence	densité sec à l'air
Érable sycomore	0,655
Alisier torminal	0,655
Orme	0,655
Châtaigner	0,648
Bouleau	0,607
Pin Sylvestre	0,540
Saule marsault	0,535
Aulne commun	0,534
Mélèze	0,530
Peuplier blanc	0,515
Tilleul	0,500
Sapin commun	0,496
Cèdre	0,494
Épicéa	0,460
Tremble	0,459
Peuplier d'Italie	0,390

La méthode habituelle consiste pour calculer la densité consiste à peser une pièce de bois et calculer son volume. La plus simple, employée par tous les cultivateurs consiste à équarrir un morceau de bois de telle manière que le volume soit facilement calculable[21].

Duhamel, Pieter van Musschenbroek, Cossigny, Varennes de Fenilles, au XVIII^e siècle ont réalisé des recherches sur la densité. La méthode employée par Musschenbroek pour calculer la densité consiste à enduire un morceau de bois d'une légère et fine couche de résine qui le rend imperméable à l'eau ; il est ensuite pesé à l'air puis totalement immergé dans l'eau. Le principe d'Archimède permet de calculer simplement le volume du morceau : l'écart de poids entre les deux mesures correspond au poids du volume d'eau déplacé, qui est aussi le volume du morceau de bois.

Par exemple, si un morceau de chêne fraîchement coupé pèse à l'air 1 927 grammes, et 250 grammes plongé dans l'eau : la différence (1 687 grammes) est la masse du volume d'eau déplacée (c'est-à-dire de 1 687 cm³ puisque la masse volumique de l'eau est de 1). On obtient une masse volumique égale à 1 927/1 687, soit 1,142 g/cm³ (ou 1 142 kg/m³). La densité obtenue est de même valeur numérique, soit 1,142[22]. Si le bois est plus léger que l'eau et qu'il surnage, il faut placer une poulie au fond du vase, attacher le bois à un fil passé dans la poulie, et attacher l'autre bout du fil à un plateau de balance afin de déterminer le poids nécessaire pour submerger le bois.

Quelques densités données par Jean-Henri Hassenfratz en 1804[21] :

Essence	Nom scientifique	Densité sec à l'air
Abricotier	Prunus armeniaca	0,790
Acacia à trois épines	Gleditsia triacanthos	0,676
Alizier commun	Sorbus torminalis	0,879
Allier	Sorbus aria	0,739
Amandier	Prunus dulcis	1,102
Arbre de Judée	Cercis siliquastrum	0,686
Aune commun	Alnus glutinosa	0,655
Bois de Sainte Lucie	Prunus mahaleb	0,865
Bouleau commun	Betula pubescens	0,702
Bouleau blanc à merisier	Betula lenta	0,570
Boulinet		0,785
Buis de Mahon	Buxus balearica	0,919
Catalpa	Catalpa	0,467
Cèdre du Liban	Cedrus libani	0,603
Cerisier	Prunus (Cerasus)	0,741
Charme commun	Carpinus betulus	0,760
Châtaignier	Castanea	0,685
Chêne commun ou mâle	Quercus petraea	0,905
Chêne blanc du Canada	Quercus alba	0,812
Chêne de Bourgogne	Quercus cerris	0,764
Chêne rouge de Virginie	Quercus rubra	0,587
Chêne verd	Quercus ilex	0,994
Cormier ordinaire	Sorbus domestica	0,910
Cyprès commun pyramidal	Cupressus sempervirens	0,656
Cyprès étalé	Cupressus sempervirens	0,470
Cytise des Alpes	Laburnum alpinum	0,933
Ébénier des alpes	Laburnum alpinum	1,054
Érable de Virginie	Acer saccharinum	0,619
Érable duret	Acer opalus	0,753
Érable commun	Acer campestre	0,755
Érable de Montpellier	Acer monspessulanum	0,730
Érable jaspé	Acer pensylvanicum	0,555
Faux-acacia	Robinia pseudoacacia	0,791
Févier sans épine	Gleditsia triacanthow inermis	0,780
Frêne commun	Fraxinus excelsior	0,787
Genévrier d'Espagne	Juniperus thurifera	0,584
Hêtre commun	Fagus sylvatica	0,720
Hypreau	Populus alba	0,556
If	Taxus	0,778
Laurier franc	Laurus nobilis	0,695
Laurier cerise	Prunus laurocerasus	0,822
Liège et bois	Quercus suber L.	1,212
Lilas des Indes		1,009
Liquidambar	Liquidambar	0,720
Marronier d'Inde	Aesculus hippocastanum	0,657
Marsault	Salix caprea	0,594
Mélèze commun	Larix decidua	0,656
Mersisier commun	Prunus avium	0,714
Micocoulier occidental	Celtis occidentalis	1,003
Mûrier blanc	Morus alba	0,755
Mûrier du Canada	Morus rubra	0,893
Mûrier noir	Morus nigra	0,674
Mûrier de la Chine	Broussonetia papyrifera	0,660
Noyer commun	Juglans regia	0,656
Noyer noir de Virginie	Juglans nigra	0,827
Orme commun	Ulmus minor	0,700
Pêcher	Prunus persica	0,749
Peuplier blanc	Populus alba	0,630
Peuplier noir	Populus nigra	0,478
Peuplier d'Italie	Populus nigra var. italica	0,398
Peuplier de la Caroline	Populus ×canadensis	0,420
Liard	Populus deltoides	0,534
Pin sauvage	Pinus mugo	0,621
Pin d’Écosse	Pinus sylvestris	0,569
Pin blanc		0,680
Pin cultivé		0,570
Plane	Acer platanoides	0,623
Platane d'Orient	Platanus orientalis	0,540
Platane d'Occident	Platanus occidentalis	0,720
Poirier sauvage	Pyrus pyraster	0,706
Pommier	Malus	0,736
Prunier	Prunus domestica L.	0,762
Prunier de Virginie	Prunus virginiana	0,866
Ptéléa	Ptelea trifoliata	0,638
Sapin argenté	Abies alba	0,487
Sapin Picéa	Picea	0,498
Salsafras	Sassafras	0,643
Saule commun	Salix alba	0,449
Saule de Babylone	Salix babylonica	0,508
Sycomore commun	Ficus sycomorus	0,676
Sorbier des oiseaux	Sorbus aucuparia	0,739
Tilleul commun	Tilia ×europaea L.	0,549
Tremble	Populus tremula	0,527
Tulipier		0,477
Vernis du Japon	Toxicodendron vernicifluum	0,820

Densité des forestiers

Il arrive qu'en première approximation simplificatrice, les forestiers comptent pour un bois frais ou ressuyé, une tonne par mètre cube de bois quelle que soit l'essence (ce qui suppose que les bois légers, plus poreux contiennent plus d'eau)[12].

Densité à 12 % MC

La densité à 12 % d'humidité est la norme de mesure la plus courante pour presque tous les essais de bois effectués dans le monde. Une teneur en humidité de 12 % est atteinte lorsqu'un échantillon de bois a atteint un degré d'humidité d'équilibre, ou équilibre hygrométrique (en anglais : EMC soit Equilibrium moisture content) avec l'air ambiant à une température de 70 °F (environ 21 °C), et une humidité relative d'environ 65 %. L'entreposage du bois dans des zones où l'humidité relative est inférieure à celle-ci se traduira par une teneur en humidité inférieure, et donc une densité correspondante plus faible[17]. Le balsa a une densité de 0,15 (12 % MC), le gaïac une densité de 1,26 (12 % MC), et celle de Quercus virginiana est proche de 1 (12 % MC). Acacia peuce (en), un bois très dense a une densité de 1,43 (12 % MC). La densité peut varier, généralement de plus ou moins 10 % par rapport à la densité moyenne[23].

Les bois ont des masses volumiques comprises entre 80 kg/m³ (minimum pour le balsa) et 1 400 kg/m³ (maximum pour le Guaiacum officinale). La plupart des essences commerciales ont une densité comprise entre 350 kg/m³ et 800 kg/m³[15].

Densité basale

La densité basale[24] ou masse volumique basale, ou infradensité[25] (en anglais basic density) est le rapport entre la masse anhydre et son volume à l'état saturé, exprimée en kilogramme par mètre cube ou en livres/pied cube (unités anglaises).

Densité SG

Les densités SG (specific gravity ou wood specific gravity, WSG[26]) sont basées sur la masse anhydre du bois (étuvé à 101 - 105 °C). Chaque SG utilise deux états de teneur en humidité, un pour la masse et un pour le volume. La masse anhydre étant utilisée dans le numérateur de toutes les normes SG, seul l'état du volume change. $\rho _{\rm {eau}}$ est la masse volumique de l'eau. Ces mesures de gravité ont été créées par les forestiers pour faciliter les comparaisons entre espèces. On distingue[19] :

Basic SG: masse anhydre / volume vert / $\rho _{\rm {eau}}$ ;
Air dry SG : masse anhydre / volume sec à l'air, à un taux d'humidité particulier/ $\rho _{\rm {eau}}$ ;
Oven dry SG: masse anhydre / volume anhydre / $\rho _{\rm {eau}}$ .

Strictement parlant du point de vue de la physique, seul le SG anhydre est une véritable densité où la masse et le volume sont déterminés avec du bois dans le même état.

La densité SG est selon une définition équivalente, le rapport entre la masse d'un échantillon de bois anhydre et la masse d'un volume d'eau égal au volume de cet échantillon à un degré d'humidité qui doit être précisé, par exemple : à l'état vert, ou sec à l'air, ou anhydre[27].

Un échantillon est prélevé à la tarière de Pressler ; en laboratoire, pour une mesure à l'état vert, il est placé dans l'eau pendant ½ heure pour assurer un gonflement adéquat. La masse volumique de l’échantillon est mesurée par pesage (analyse gravimétrique) et pour le volume par simple calcul en assumant que l'échantillon est cylindrique; une sorte de balance hydrostatique peut être aussi employée. L'échantillon est ensuite séché et mesuré[26].

Pour le bois, relation entre densité, humidité et masse volumique

Comme la densité dépend du volume du bois, le retrait doit être pris en compte lors de la détermination de la densité en dessous du point de saturation des fibres. Des équations et des tableaux ont été mis au point pour déterminer la masse volumique à n'importe quelle teneur en humidité et densité[28] - [22].

Densité SG et propriétés physiques tabulées de quelques essences américaines

Les tableaux suivants présentent les propriétés mécaniques des essences de bois et de bois d'œuvre, y compris le bambou.

Propriétés du bois[29] - [30] :

Nom commun	Common name	Nom scientifique	Teneur en humidité	Densité SG	Résistance à la compression (MPa)	Résistance à la flexion (MPa)
Aulne rouge	Red Alder	Alnus rubra	Vert	0,370	20.4	45
Aulne rouge		Alnus rubra	12.00%	0,410	40.1	68
Frêne noir	Black Ash	Fraxinus nigra	Vert	0,450	15.9	41
Frêne noir		Fraxinus nigra	12.00%	0,490	41.2	87
Frêne bleu	Blue Ash	Fraxinus quadrangulata	Vert	0,530	24.8	66
Frêne noir		Fraxinus quadrangulata	12.00%	0,580	48.1	95
Frêne rouge	Vert Ash	Fraxinus pennsylvanica	Vert	0,530	29	66
Frêne rouge		Fraxinus pennsylvanica	12.00%	0,560	48.8	97
Frêne de l’Oregon	Oregon Ash	Fraxinus latifolia	Vert	0,500	24.2	52
Frêne de l’Oregon		Fraxinus latifolia	12.00%	0,550	41.6	88
Frêne blanc	White Ash	Fraxinus americana	Vert	0,550	27.5	66
Frêne blanc		Fraxinus americana	12.00%	0,600	51.1	103
Peuplier à grandes dents	Bigtooth Aspen	Populus grandidentata	Vert	0,360	17.2	37
Peuplier à grandes dents		Populus grandidentata	12.00%	0,390	36.5	63
Peuplier faux-tremble	Quaking Aspen	Populus tremuloides	Vert	0,350	14.8	35
Peuplier faux-tremble		Populus tremuloides	12.00%	0,380	29.3	58
Tilleul d'Amérique	American Basswood	Tilia americana	Vert	0,320	15.3	34
Tilleul d'Amérique		Tilia americana	12.00%	0,370	32.6	60
Hêtre à grandes feuilles	American Beech	Fagus grandifolia	Vert	0,560	24.5	59
Hêtre à grandes feuilles		Fagus grandifolia	12.00%	0,640	50.3	103
Bouleau à papier	Paper Birch	Betula papyrifera	Vert	0,480	16.3	44
Bouleau à papier		Betula papyrifera	12.00%	0,550	39.2	85
Bouleau flexible	Sweet Birch	Betula lenta	Vert	0,600	25.8	65
Bouleau flexible		Betula lenta	12.00%	0,650	58.9	117
Bouleau jaune	Yellow Birch	Betula alleghaniensis	Vert	0,550	23.3	57
Bouleau jaune		Betula alleghaniensis	12.00%	0,620	56.3	114
Noyer cendré	Butternut	Juglans cinerea	Vert	0,360	16.7	37
Noyer cendré		Juglans cinerea	12.00%	0,380	36.2	56
Cerisier d'automne	Black Cherry	Prunus serotina	Vert	0,470	24.4	55
Cerisier d'automne		Prunus serotina	12.00%	0,500	49	85
Châtaignier d'Amérique	American Chestnut	Castanea dentata	Vert	0,400	17	39
Châtaignier d'Amérique		Castanea dentata	12.00%	0,430	36.7	59
Peuplier baumier	Balsam Poplar Cottonwood	Populus balsamifera	Vert	0,310	11.7	27
Peuplier baumier		Populus balsamifera	12.00%	0,340	27.7	47
Populus trichocarpa	Black Cottonwood	Populus trichocarpa	Vert	0,310	15.2	34
Populus trichocarpa		Populus trichocarpa	12.00%	0,350	31	59
Liard	Eastern Cottonwood	Populus deltoides	Vert	0,370	15.7	37
Liard		Populus deltoides	12.00%	0,400	33.9	59
Orme d'Amérique	American Elm	Ulmus americana	Vert	0,460	20.1	50
Orme d'Amérique		Ulmus americana	12.00%	0,500	38.1	81
Orme liège	Rock Elm	Ulmus thomasii	Vert	0,570	26.1	66
Orme liège		Ulmus thomasii	12.00%	0,630	48.6	102
Orme rouge	Slippery Elm	Ulmus rubra	Vert	0,480	22.9	55
Orme rouge		Ulmus rubra	12.00%	0,530	43.9	90
Micocoulier occidental	Hackberry	Celtis occidentalis	Vert	0,490	18.3	45
Micocoulier occidental		Celtis occidentalis	12.00%	0,530	37.5	76
Caryer cordiforme	Bitternut Hickory	Carya cordiformis	Vert	0,600	31.5	71
Caryer cordiforme		Carya cordiformis	12.00%	0,660	62.3	118
Carya myristiciformis	Nutmeg Hickory	Carya myristiciformis	Vert	0,560	27.4	63
Carya myristiciformis		Carya myristiciformis	12.00%	0,600	47.6	114
Pacanier	Pecan Hickory	Carya illinoinensis	Vert	0,600	27.5	68
Pacanier		Carya illinoinensis	12.00%	0,660	54.1	94
Carya aquatica	Water Hickory	Carya aquatica	Vert	0,610	32.1	74
Carya aquatica		Carya aquatica	12.00%	0,620	59.3	123
Carya tomentosa	Mockernut Hickory	Carya tomentosa	Vert	0,640	30.9	77
Carya tomentosa		Carya tomentosa	12.00%	0,720	61.6	132
Caryer glabre	Pignut Hickory	Carya glabra	Vert	0,660	33.2	81
Caryer glabre		Carya glabra	12.00%	0,750	63.4	139
Caryer ovale	Shagbark Hickory	Carya ovata	Vert	0,640	31.6	76
Caryer ovale		Carya ovata	12.00%	0,720	63.5	139
Caryer lacinié	Shellbark Hickory	Carya laciniosa	Vert	0,620	27	72
Caryer lacinié		Carya laciniosa	12.00%	0,690	55.2	125
Févier d'Amérique	Honeylocust	Gleditsia triacanthos	Vert	0,600	30.5	70
Févier d'Amérique		Gleditsia triacanthos	12.00%	0,600	51.7	101
Robinier faux-acacia	Black Locust	Robinia pseudoacacia	Vert	0,660	46.9	95
Robinier faux-acacia		Robinia pseudoacacia	12.00%	0,690	70.2	134
Magnolia acuminata	Cucumber Tree Magnolia	Magnolia acuminata	Vert	0,440	21.6	51
Magnolia acuminata		Magnolia acuminata	12.00%	0,480	43.5	85
Magnolia à grandes fleurs	Southern Magnolia	Magnolia grandiflora	Vert	0,460	18.6	47
Magnolia à grandes fleurs		Magnolia grandiflora	12.00%	0,500	37.6	77
Érable à grandes feuilles	Bigleaf Maple	Acer macrophyllum	Vert	0,440	22.3	51
Érable à grandes feuilles		Acer macrophyllum	12.00%	0,480	41	74
Érable noir	Black Maple	Acer nigrum	Vert	0,520	22.5	54
Érable noir		Acer nigrum	12.00%	0,570	46.1	92
Érable rouge	Red Maple	Acer rubrum	Vert	0,490	22.6	53
Érable rouge		Acer rubrum	12.00%	0,540	45.1	92
Érable argenté		Acer saccharinum	Vert	0,440	17.2	40
Érable argenté		Acer saccharinum	12.00%	0,470	36	61
Érable à sucre	Sugar Maple	Acer saccharum	Vert	0,560	27.7	65
Érable à sucre		Acer saccharum	12.00%	0,630	54	109
Quercus velutina	Black Red Oak	Quercus velutina	Vert	0,560	23.9	57
Quercus velutina		Quercus velutina	12.00%	0,610	45	96
Quercus pagoda	Cherrybark Red Oak	Quercus pagoda	Vert	0,610	31.9	74
Quercus pagoda		Quercus pagoda	12.00%	0,680	60.3	125
Quercus hemisphaerica	Laurel Red Oak	Quercus hemisphaerica	Vert	0,560	21.9	54
Quercus hemisphaerica		Quercus hemisphaerica	12.00%	0,630	48.1	87
Chêne rouge d'Amérique	Northern Red Oak	Quercus rubra	Vert	0,560	23.7	57
Chêne rouge d'Amérique		Quercus rubra	12.00%	0,630	46.6	99
Chêne des marais	Pin Red Oak	Quercus palustris	Vert	0,580	25.4	57
Chêne des marais		Quercus palustris	12.00%	0,630	47	97
Chêne écarlate	Scarlet Red Oak	Quercus coccinea	Vert	0,600	28.2	72
Chêne écarlate		Quercus coccinea	12.00%	0,670	57.4	120
Quercus falcata	Southern Red Oak	Quercus falcata	Vert	0,520	20.9	48
Quercus falcata		Quercus falcata	12.00%	0,590	42	75
Quercus nigra	Water Red Oak	Quercus nigra	Vert	0,560	25.8	61
Quercus nigra		Quercus nigra	12.00%	0,630	46.7	106
Quercus phellos	Willow Red Oak	Quercus phellos	Vert	0,560	20.7	51
Quercus phellos		Quercus phellos	12.00%	0,690	48.5	100
Quercus macrocarpa	Bur White Oak	Quercus macrocarpa	Vert	0,580	22.7	50
Quercus macrocarpa		Quercus macrocarpa	12.00%	0,640	41.8	71
Quercus montana	Chestnut White Oak	Quercus montana	Vert	0,570	24.3	55
Quercus montana		Quercus montana	12.00%	0,660	47.1	92
Quercus virginiana	Live White Oak	Quercus virginiana	Vert	0,800	37.4	82
Quercus virginiana		Quercus virginiana	12.00%	0,880	61.4	127
Quercus lyrata	Overcup White Oak	Quercus lyrata	Vert	0,570	23.2	55
Quercus lyrata		Quercus lyrata	12.00%	0,630	42.7	87
Chêne étoilé	Post White Oak	Quercus stellata	Vert	0,600	24	56
Chêne étoilé		Quercus stellata	12.00%	0,670	45.3	91
Quercus michauxii	Swamp Chestnut White Oak	Quercus michauxii	Vert	0,600	24.4	59
Quercus michauxii		Quercus michauxii	12.00%	0,670	50.1	96
Chêne bicolore	Swamp White Oak	Quercus bicolor	Vert	0,640	30.1	68
Chêne bicolore		Quercus bicolor	12.00%	0,720	59.3	122
Chêne blanc	White Oak	Quercus alba	Vert	0,600	24.5	57
Chêne blanc		Quercus alba	12.00%	0,680	51.3	105
Laurier des Iroquois	Sassafras	Sassafras albidum	Vert	0,420	18.8	41
Laurier des Iroquois		Sassafras albidum	12.00%	0,460	32.8	62
Copalme d'Amérique	Sweetgum	Liquidambar styraciflua	Vert	0,460	21	49
Copalme d'Amérique		Liquidambar styraciflua	12.00%	0,520	43.6	86
Platane d'Amérique	American Sycamore	Platanus occidentalis	Vert	0,460	20.1	45
Platane d'Amérique		Platanus occidentalis	12.00%	0,490	37.1	69
Tanoak	Tanoak	Notholithocarpus densiflorus	Vert	0,580	32.1	72
Tanoak		Notholithocarpus densiflorus	12.00%	0,580	32.1	72
Tupelo noir	Black Tupelo	Nyssa sylvatica	Vert	0,460	21	48
Tupelo noir		Nyssa sylvatica	12.00%	0,500	38.1	66
Tupelo aquatique	Water Tupelo	Nyssa aquatica	Vert	0,460	23.2	50
Tupelo aquatique		Nyssa aquatica	12.00%	0,500	40.8	66
Noyer noir	Black Walnut	Juglans nigra	Vert	0,510	29.6	66
Noyer noir		Juglans nigra	12.00%	0,550	52.3	101
Saule noir	Black Willow	Salix nigra	Vert	0,360	14.1	33
Saule noir		Salix nigra	12.00%	0,390	28.3	54
Tulipier de Virginie	Yellow Poplar	Liriodendron tulipifera	Vert	0,400	18.3	41
Tulipier de Virginie		Liriodendron tulipifera	12.00%	0,420	38.2	70
Cyprès chauve	Baldcypress	Taxodium distichum	Vert	0,420	24.7	46
Cyprès chauve		Taxodium distichum	12.00%	0,460	43.9	73
Chamaecyparis thyoides	Atlantic White Cedar	Chamaecyparis thyoides	Vert	0,310	16.5	32
Chamaecyparis thyoides		Chamaecyparis thyoides	12.00%	0,320	32.4	47
Genévrier de Virginie	Eastern Redcedar	Juniperus virginiana	Vert	0,440	24.6	48
Genévrier de Virginie		Juniperus virginiana	12.00%	0,470	41.5	61
Calocèdre	Incense Cedar	Calocedrus decurrens	Vert	0,350	21.7	43
Calocèdre		Calocedrus decurrens	12.00%	0,370	35.9	55
Thuya occidental	Northern White Cedar	Thuja occidentalis	Vert	0,290	13.7	29
Thuya occidental		Thuja occidentalis	12.00%	0,310	27.3	45
Cyprès de Lawson	Port Orford Cedar	Chamaecyparis lawsoniana	Vert	0,390	21.6	45
Cyprès de Lawson		Chamaecyparis lawsoniana	12.00%	0,430	43.1	88
Thuya géant	Western Redcedar	Thuja plicata	Vert	0,310	19.1	35.9
Thuya géant		Thuja plicata	12.00%	0,320	31.4	51.7
Cyprès de Nootka	Yellow Cedar	Cupressus nootkatensis	Vert	0,420	21	44
Cyprès de Nootka		Cupressus nootkatensis	12.00%	0,440	43.5	77
Pseudotsuga menziesii var. menziesii	Coast Douglas Fir	Pseudotsuga menziesii var. menziesii	Vert	0,450	26.1	53
Pseudotsuga menziesii var. menziesii		Pseudotsuga menziesii var. menziesii	12.00%	0,480	49.9	85
Douglas vert	Interior West Douglas Fir	Pseudotsuga Menziesii	Vert	0,460	26.7	53
Douglas vert		Pseudotsuga Menziesii	12.00%	0,500	51.2	87
Pseudotsuga menziesii var. glauca	Interior North Douglas Fir	Pseudotsuga menziesii var. glauca	Vert	0,450	23.9	51
Pseudotsuga menziesii var. glauca		Pseudotsuga menziesii var. glauca	12.00%	0,480	47.6	90
Pseudotsuga lindleyana	Interior South Douglas Fir	Pseudotsuga lindleyana	Vert	0,430	21.4	47
Pseudotsuga lindleyana		Pseudotsuga lindleyana	12.00%	0,460	43	82
Sapin baumier	Balsam Fir	Abies balsamea	Vert	0,330	18.1	38
Sapin baumier		Abies balsamea	12.00%	0,350	36.4	63
Sapin rouge	California Red Fir	Abies magnifica	Vert	0,360	19	40
Sapin rouge		Abies magnifica	12.00%	0,380	37.6	72.4
Sapin de Vancouver	Grand Fir	Abies grandis	Vert	0,350	20.3	40
Sapin de Vancouver		Abies grandis	12.00%	0,370	36.5	61.4
Sapin noble	Noble Fir	Abies procera	Vert	0,370	20.8	43
Sapin noble		Abies procera	12.00%	0,390	42.1	74
Sapin gracieux	Pacific Silver Fir	Abies amabilis	Vert	0,400	21.6	44
Sapin gracieux		Abies amabilis	12.00%	0,430	44.2	75
Sapin subalpin	Subalpine Fir	Abies lasiocarpa	Vert	0,310	15.9	34
Sapin subalpin		Abies lasiocarpa	12.00%	0,320	33.5	59
Sapin du Colorado	White Fir	Abies concolor	Vert	0,370	20	41
Sapin du Colorado		Abies concolor	12.00%	0,390	40	68
Pruche du Canada	Eastern Hemlock	Tsuga canadensis	Vert	0,380	21.2	44
Pruche du Canada		Tsuga canadensis	12.00%	0,400	37.3	61
Pruche subalpine	Mountain Hemlock	Tsuga mertensiana	Vert	0,420	19.9	43
Pruche subalpine		Tsuga mertensiana	12.00%	0,450	44.4	79
Pruche de l'Ouest	Western Hemlock	Tsuga heterophylla	Vert	0,420	23.2	46
Pruche de l'Ouest		Tsuga heterophylla	12.00%	0,450	49	78
Mélèze de l'Ouest	Western Larch	Larix occidentalis	Vert	0,480	25.9	53
Mélèze de l'Ouest		Larix occidentalis	12.00%	0,520	52.5	90
Pin blanc	Eastern White Pine	Pinus strobus	Vert	0,340	16.8	34
Pin blanc		Pinus strobus	12.00%	0,350	33.1	59
Pin gris	Jack Pine	Pinus banksiana	Vert	0,400	20.3	41
Pin gris		Pinus banksiana	12.00%	0,430	39	68
Pin taeda	Loblolly Pine	Pinus taeda	Vert	0,470	24.2	50
Pin taeda		Pinus taeda	12.00%	0,510	49.2	88
Pin tordu	Lodgepole Pine	Pinus contorta	Vert	0,380	18	38
Pin tordu		Pinus contorta	12.00%	0,410	37	65
Pin des marais	Longleaf Pine	Pinus palustris	Vert	0,540	29.8	59
Pin des marais		Pinus palustris	12.00%	0,590	58.4	100
Pin rigide	Pitch Pine	Pinus rigida	Vert	0,470	20.3	47
Pin rigide		Pinus rigida	12.00%	0,520	41	74
Pinus serotina	Pond Pine	Pinus serotina	Vert	0,510	25.2	51
Pinus serotina		Pinus serotina	12.00%	0,560	52	80
Pin ponderosa	Ponderosa Pine	Pinus ponderosa	Vert	0,380	16.9	35
Pin ponderosa		Pinus ponderosa	12.00%	0,400	36.7	65
Pin rouge	Red Pine	Pinus resinosa	Vert	0,410	18.8	40
Pin rouge		Pinus resinosa	12.00%	0,460	41.9	76
Pinus clausa	Sand Pine	Pinus clausa	Vert	0,460	23.7	52
Pinus clausa		Pinus clausa	12.00%	0,480	47.7	80
Pinus echinata	Shortleaf Pine	Pinus echinata	Vert	0,470	24.3	51
Pinus echinata		Pinus echinata	12.00%	0,510	50.1	90
Pin d'Elliott	Slash Pine	Pinus elliottii	Vert	0,540	26.3	60
Pin d'Elliott		Pinus elliottii	12.00%	0,590	56.1	112
Pinus glabra	Spruce Pine	Pinus glabra	Vert	0,410	19.6	41
Pinus glabra		Pinus glabra	12.00%	0,440	39	72
Pin à sucre	Sugar Pine	Pinus lambertiana	Vert	0,340	17	34
Pin à sucre		Pinus lambertiana	12.00%	0,360	30.8	57
Pinus virginiana	Virginia Pine	Pinus virginiana	Vert	0,450	23.6	50
Pinus virginiana		Pinus virginiana	12.00%	0,480	46.3	90
Pin argenté	Western White Pine	Pinus monticola	Vert	0,360	16.8	32
Pin argenté		Pinus monticola	12.00%	0,380	34.7	67
Séquoia sempervirent vieux	Redwood Old Growth	Sequoia sempervirens	Vert	0,380	29	52
Séquoia sempervirent vieux		Sequoia sempervirens	12.00%	0,400	42.4	69
Séquoia sempervirent jeune	Redwood New Growth	Sequoia sempervirens	Vert	0,340	21.4	41
Séquoia sempervirent jeune		Sequoia sempervirens	12.00%	0,350	36	54
Épinette noire	Black Spruce	Picea mariana	Vert	0,380	19.6	42
Épinette noire		Picea mariana	12.00%	0,460	41.1	74
Épinette d'Engelmann	Engelmann Spruce	Picea engelmannii	Vert	0,330	15	32
Épinette d'Engelmann		Picea engelmannii	12.00%	0,350	30.9	64
Épinette rouge	Red Spruce	Picea rubens	Vert	0,370	18.8	41
Épinette rouge		Picea rubens	12.00%	0,400	38.2	74
Épicéa de Sitka	Sitka Spruce	Picea sitchensis	Vert	0,330	16.2	34
Épicéa de Sitka		Picea sitchensis	12.00%	0,360	35.7	65
Épinette blanche	White Spruce	Picea glauca	Vert	0,370	17.7	39
Épinette blanche		Picea glauca	12.00%	0,400	37.7	68
Mélèze laricin	Tamarack Spruce	Larix laricina	Vert	0,490	24	50
Mélèze laricin		Larix laricina	12.00%	0,530	49.4	80

Propriétés du bambou[31] - [30]:

Nom commun	Common name	Nom scientifique	Teneur en humidité	Densité SG (kg/m³)	Résistance à la compression (MPa)	Résistance à la flexion (MPa)
Bambusa balcooa	Balku bans	Bambusa balcooa	vert		45	73.7
Bambusa balcooa	Balku bans	Bambusa balcooa	sec à l'air		54.15	81.1
Bambusa balcooa	Balku bans	Bambusa balcooa	8.5	820	69	151
Bambusa bambos	Indian thorny bamboo	Bambusa bambos	9.5	710	61	143
Bambusa bambos	Indian thorny bamboo	Bambusa bambos			43.05	37.15
Nodding Bamboo	Nodding Bamboo	Bambusa nutans	8	890	75	52.9
Nodding Bamboo	Nodding Bamboo	Bambusa nutans	87		46	52.4
Nodding Bamboo	Nodding Bamboo	Bambusa nutans	12		85	67.5
Nodding Bamboo	Nodding Bamboo	Bambusa nutans	88.3		44.7	88
Nodding Bamboo	Nodding Bamboo	Bambusa nutans	14		47.9	216
Bambusa pervariabilis	Clumping Bamboo	Bambusa pervariabilis			45.8
Bambusa pervariabilis	Clumping Bamboo	Bambusa pervariabilis	5		79	80
Bambusa pervariabilis	Clumping Bamboo	Bambusa pervariabilis	20		35	37
Bambusa polymorpha	Burmese bamboo	Bambusa polymorpha	95.1		32.1	28.3
Bambusa spinosa		Bambusa spinosa	sec à l'air		57	51.77
Bambusa tulda	Indian timber bamboo	Bambusa tulda	73.6		40.7	51.1
Bambusa tulda	Indian timber bamboo	Bambusa tulda	11.9		68	66.7
Bambusa tulda	Indian timber bamboo	Bambusa tulda	8.6	910	79	194
Dendrocalamus giganteus	dragon bamboo	Dendrocalamus giganteus	8	740	70	193
Dendrocalamus hamiltonii	Hamilton's bamboo	Dendrocalamus hamiltonii	8.5	590	70	89
Dendrocalamus membranaceus	White bamboo	Dendrocalamus membranaceus	102		40.5	26.3
Gigantochloa apus	String Bamboo	Gigantochloa apus	54.3		24.1	102
Gigantochloa apus	String Bamboo	Gigantochloa apus	15.1		37.95	87.5
Gigantochloa atroviolacea	Java Black Bamboo	Gigantochloa atroviolacea	54		23.8	92.3
Gigantochloa atroviolacea	Java Black Bamboo	Gigantochloa atroviolacea	15		35.7	94.1
Gigantochloa atter	Giant Atter	Gigantochloa atter	72.3		26.4	98
Gigantochloa atter	Giant Atter	Gigantochloa atter	14.4		31.95	122.7
Gigantochloa macrostachya		Gigantochloa macrostachya	8	960	71	154
Guadua angustifolia	American Narrow-Leaved Bamboo	Guadua angustifolia			42	53.5
Guadua angustifolia	American Narrow-Leaved Bamboo	Guadua angustifolia			63.6	144.8
Guadua angustifolia	American Narrow-Leaved Bamboo	Guadua angustifolia			86.3	46
Guadua angustifolia	American Narrow-Leaved Bamboo	Guadua angustifolia			77.5	82
Guadua angustifolia	American Narrow-Leaved Bamboo	Guadua angustifolia	15		56	87
Guadua angustifolia	American Narrow-Leaved Bamboo	Guadua angustifolia			63.3
Guadua angustifolia	American Narrow-Leaved Bamboo	Guadua angustifolia			28
Guadua angustifolia	American Narrow-Leaved Bamboo	Guadua angustifolia			56.2
Guadua angustifolia	American Narrow-Leaved Bamboo	Guadua angustifolia			38
Melocanna baccifera	Berry Bamboo	Melocanna baccifera	12.8		69.9	57.6
Phyllostachys bambusoides	Japanese timber bamboo	Phyllostachys bambusoides			51
Phyllostachys bambusoides	Japanese timber bamboo	Phyllostachys bambusoides	8	730	63
Phyllostachys bambusoides	Japanese timber bamboo	Phyllostachys bambusoides	64		44
Phyllostachys bambusoides	Japanese timber bamboo	Phyllostachys bambusoides	61		40
Phyllostachys bambusoides	Japanese timber bamboo	Phyllostachys bambusoides	9		71
Phyllostachys bambusoides	Japanese timber bamboo	Phyllostachys bambusoides	9		74
Phyllostachys bambusoides	Japanese timber bamboo	Phyllostachys bambusoides	12		54
Phyllostachys edulis	Tortoise shell bamboo	Phyllostachys edulis			44.6
Phyllostachys edulis	Tortoise shell bamboo	Phyllostachys edulis	75		67
Phyllostachys edulis	Tortoise shell bamboo	Phyllostachys edulis	15		71
Phyllostachys edulis	Tortoise shell bamboo	Phyllostachys edulis	6		108
Phyllostachys edulis	Tortoise shell bamboo	Phyllostachys edulis	0.2		147
Phyllostachys edulis	Tortoise shell bamboo	Phyllostachys edulis	5		117	51
Phyllostachys edulis	Tortoise shell bamboo	Phyllostachys edulis	30		44	55
Phyllostachys edulis	Tortoise shell bamboo	Phyllostachys edulis	12.5	603	60.3
Phyllostachys edulis	Tortoise shell bamboo	Phyllostachys edulis	10.3	530		83
Phyllostachys praecox	Early Bamboo	Phyllostachys praecox	28.5	827	79.3
Thyrsostachys oliveri	Oliveri	Thyrsostachys oliveri	53		46.9	61.9
Thyrsostachys oliveri	Oliveri	Thyrsostachys oliveri	7.8		58	90

Densité de l'arbre sur pied

La densité du bois est déterminée par des facteurs croissance et physiologiques multiples combinés en une caractéristique du bois assez facilement mesurable (Elliott 1970)[32].

Pour un arbre sur pied l'âge, la sécheresse du sol, la situation plus élevée, l'exposition plus méridionale, le climat plus chaud tendent à accroître la densité. Dans un même arbre le bois du centre de la tige est plus dense que celui de l'extérieur (parfois c'est l'inverse); celui de la base plus dense que celui du sommet; et celui de la tige plus dense que celui des branches; excepté cependant chez les résineux où ces dernières contiennent beaucoup de résine. Toute cause en général qui tend à ralentir la végétation accroît la densité du bois aux dépens de la production. Les arbres qui ont cru en massif serré et à plus forte raison les arbres dominés ont un bois plus lourd, plus dur, plus compact, que ceux qui se sont développés rapidement en toute liberté[11] - [33].

L'âge, le diamètre, la hauteur, la croissance radiale (tronc), l'emplacement géographique, le site et les conditions de croissance, le traitement sylvicole et la source de graines influencent tous dans une certaine mesure la densité du bois. Une variation est à prévoir. Au sein d'un même arbre, la variation de la densité du bois est souvent aussi grande, voire plus, que celle entre différents arbres (Timell 1986)[34].

Variabilité dans le plan transversal

La densité du bois est corrélée à la production de bois d'été[5]. Dans les régions où une saison froide provoque chaque année un arrêt de la végétation, les arbres s'accroissent par cernes successifs. Les conditions climatiques sont bonnes, l'anneau est épais; elles sont mauvaises, l'anneau est mince. Chaque cerne se compose de deux anneaux jointifs : un anneau clair à trachéides dilatées et membranes fines — le bois de printemps —, et un anneau sombre à trachéides étranglées et membranes épaisses, le bois d'été. Le passage du bois de printemps au bois d'été est progressif; celui du bois d'été au bois de printemps est tranché de par l'arrêt du métabolisme; l’enchainement des cernes est particulier à chaque essence d'arbre. Il est difficile de déterminer l'exacte responsabilité de chacun des facteurs climatiques dans la croissance de l'arbre ; qui consistent essentiellement en les précipitations, l'état hygrométrique de l'air ambiant, les températures et l'ensoleillement[35] - [36]. La structure cellulaire de l'anneau de croissance détermine un accroissement progressif de la densité interne du tissu ligneux, en allant du bois de printemps de densité minimale, au bois d'été de densité maximale. La densité est toutefois moins variable que l’épaisseur des cernes[35], elle offre toutefois pour des disciplines comme la dendrochronologie et la dendroclimatologie, une alternative intéressante au comptage classique des cernes[35].

Usage

Au Québec, les panneaux OSB sont fabriqués à partir d'essences de faible densité, comme le peuplier faux-tremble[37] - [5].

Records

Parmi les bois les plus denses on trouve Piratinera guianensis, Guaiacum officinale, Acacia peuce (en); le Livre Guinness des records renseigne Krugiodendron ferreum (en)comme le plus lourd au monde[38].

Voir aussi

Notes et références

« densité », sur gdt.oqlf.gouv.qc.ca (consulté le 3 mai 2020)
« densité anhydre », sur gdt.oqlf.gouv.qc.ca (consulté le 3 mai 2020)
« densité à l'état sec à l'air », sur gdt.oqlf.gouv.qc.ca (consulté le 3 mai 2020)
« densité à l'état vert », sur gdt.oqlf.gouv.qc.ca (consulté le 3 mai 2020)
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K.G. Fensom. Some effects of seasoning on the floatability of logs. Forest products laboratories of Canada. 1933. lire en ligne
Bulletin, 1975 (lire en ligne)
Hubert POLGE, « Établissement des courbes de variation de la densité du bois par exploration densitométrique de radiographies d'échantillons prélevés à la tarière sur des arbres vivants : applications dans les domaines Technologique et Physiologique », Annales des sciences forestières, vol. 23, n^o 1,‎ 1966, p. I–206 (DOI 10.1051/forest/19660101, lire en ligne, consulté le 6 mai 2020)
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Longuetaud, Fleur & Mothe, Frédéric & Santenoise, Philippe & Rivoire, Michaël & Fournier, Meriem & Saint-Andre, Laurent & Deleuze, Christine. (2014). Étude exploratoire de la masse volumique - Influence du « taux de remplissage » en eau du bois frais. Rendez-Vous Techniques. RDVT. 65-72. lire en ligne
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