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Des forêts

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Frédéric Le Play

Chapitre II. Considérations sur la nature physique et sur la géographie des forêts

§ 5. Propriétés physiques, mode d’évaluation et prix des bois

Texte intégral

1Les arbres diffèrent de toutes les autres plantes qui frappent nos regards en ce que le tissu végétal, léger, spongieux, flexible, formé à la suite de la germination, au lieu de se faner et de se détruire après un développement rapide et de courte durée, résiste à l’action des agents météorologiques, même dans les lieux où la végétation est intermittente. Ce tissu prend peu à peu une consistance considérable et qui égale dans certains cas celle des métaux de dureté moyenne. Chaque année de nouveaux tissus viennent se superposer en couches concentriques à ceux des années précédentes, et ce phénomène qui peut se répéter pendant une longue suite d’années et même pendant une série de siècles produit enfin des masses d’un volume énorme. Dans l’Europe tempérée, où les circonstances sont moins propres que dans les tropiques à la production des grands arbres, et où depuis longtemps la nécessité de pourvoir aux besoins des populations ne permet guère de laisser les arbres atteindre tout leur développement, on peut encore aujourd’hui trouver quelques arbres dont le tronc offre à la base 2m50 de diamètre et s’élève à une hauteur de 60m. Cette partie solide de tous les arbres est désignée sous le nom générique de bois.

2Les physiologistes remarquent dans le bois une organisation assez complexe ; mais au point de vue général où nous devons nous placer, il suffit d’y distinguer avec le vulgaire une partie centrale dominante et une partie extérieure de peu de conséquence qu’on nomme écorce. La partie centrale est sensiblement homogène dans beaucoup de bois ; mais dans plusieurs espèces, on remarque un décroissement très prononcé de consistance et de dureté, lié ordinairement à une couleur moins foncée, dans la partie formée en dernier lieu, qui confine à l’écorce. Cette sorte de bois imparfait se nomme aubier ; et lorsque l’industrie se préoccupe de ce détail, elle réserve le nom de bois à la partie tout à fait centrale.

3Observé dans l’état de vie, le tissu solide du bois est imprégné d’une grande quantité d’eau qui y est mécaniquement mélangée. Coupé en fragments et exposé à l’influence de l’atmosphère, le bois perd une partie considérable de cette humidité ; après un délai d’autant plus court que le fragment est plus mince, il arrive à un certain état d’équilibre, dans lequel, suivant l’état hygrométrique de l’atmosphère, il peut céder ou reprendre à celle-ci une faible quantité d’eau. Survenu à cet état le bois est réputé sec par les ouvriers qui le mettent en œuvre : mais pour le dessécher complètement, ce qu’il n’y a jamais lieu de faire pour les besoins de l’industrie, il faudrait l’exposer dans un gaz sec à une température de 125° C. environ. Une partie du bois pesée à cet état de siccité artificielle se trouve moyennement associée aux quantités d’eau suivantes, dans la région tempérée de l’Europe et dans les divers états où le présente le commerce :

bois vert au moment de l’abattage 0,85
bois demi-sec après la dessication de 4 mois environ qu’on opère souvent dans les forêts avant de transporter les bois au lieu de destination 0,50
bois sec après la dessication spontanée aussi complète que la puisse opérer l’influence de l’atmosphère 0,30

4Débarrassé de l’eau hygrométrique, le bois se montre essentiellement composé de ligneux, substance insoluble dans l’eau, dans l’alcool et dans la solution faible des acides et des alcalis : le ligneux proprement dit est associé à du ligneux imparfait, soluble dans l’eau et parfois à quelques centièmes de principes spéciaux variables avec l’espèce botanique et qu’on peut séparer du ligneux par les réactifs qui sont sans action sur ce dernier. Tels sont : les gommes, les résines, le tannin, les principes colorants, des huiles fixes, des essences volatiles, etc. On exploite souvent les arbres et les bois dans le but spécial de fournir au commerce ces produits accessoires. Mais toutes les industries, quelqu’en soit l’importance, s’effacent devant celles qui, ne se préoccupant nullement de l’existence de ces principes, ont exclusivement pour objet l’emploi du ligneux.

5Nonobstant le mélange mécanique de divers principes, et les modifications importantes qu’apporte dans les propriétés physiques des bois la variation de l’espèce botanique et des conditions de croissance, tous les bois offrent une composition chimique à peu près identique, du moins les recherches faites à ce sujet jusqu’à ce jour n’ont révélé entre les divers bois que des différences insignifiantes. Outre une trace d’azote trop faible pour qu’on en tienne compte, le bois, complètement séparé de l’eau hygrométrique, contient dans les proportions moyennes suivantes, les trois principes essentiels de tous les corps végétaux :

carbone 0,503
oxygène 0,419
hydrogène 0,063 = 0,985
principes minéraux se réunissant par la combustion du bois, en un résidu fixe, nommé cendres 0,015
= 1.000

6La composition chimique du bois étant à peu près indépendante de la proportion très faible de principes spéciaux dont le ligneux est mélangé, on peut sans inconvénient appliquer le nom de ligneux à l’ensemble du bois complètement desséché ; tel est le sens que nous attacherons dorénavant à ce mot dans la suite de cet article.

7Les propriétés les plus usuelles du bois, le dégagement d’une quantité considérable de chaleur par la combustion dans l’air atmosphérique, et la production d’un fort résidu charbonneux par la distillation complète en vase clos, sont la conséquence de cet état de combinaison dans lequel l’oxygène loin de saturer les deux éléments combustibles comme dans les corps brûlés n’est même pas l’équivalent de celui de ces deux éléments, l’hydrogène, qui y entre pour la moindre proportion atomique. En sorte que le bois peut encore être représenté dans sa composition par les nombres suivants :

carbone 0,503
hydrogène 0,011
eau 0,471
principes minéraux 0,015
= 1.000

8La composition de la partie essentielle du bois, qui n’est guère formée en définitive que d’eau et de carbone s’explique très bien par les deux phénomènes caractéristiques de la croissance des arbres. Le carbone est introduit dans la composition du végétal par la réaction qu’exercent, sous l’influence de la lumière solaire, les parties vertes des arbres sur l’acide carbonique mélangé en petite proportion aux éléments principaux de l’air. Le carbone de cet acide est absorbé par le végétal tandis que l’oxygène est rejeté dans l’atmosphère. L’eau ordinairement aspirée dans le sol par les racines se distribue par une circulation extrêmement rapide dans toutes les parties du végétal ; une partie de cette eau est expirée dans l’atmosphère au travers du tissu membraneux des feuilles ; l’autre partie se fixe dans le végétal en se combinant avec le carbone qui y pénètre pour ainsi dire en sens inverse. Pendant la nuit, hors de l’influence solaire, les parties vertes des arbres exercent sur l’atmosphère une action en quelque sorte inverse de celle qui a lieu pendant le jour. Il se produit entre autres phénomènes une expiration d’acide carbonique qui pourrait être due en partie à une réaction intérieure de l’oxygène de l’eau sur le carbone et qui aurait pour effet de déterminer l’excès d’hydrogène qui caractérise la composition du bois. Il se produit aussi une absorption d’oxygène que l’action de la lumière solaire rend plus tard à l’atmosphère. Ces réactions nocturnes sont vraisemblablement aussi indispensables à la végétation que les réactions solaires ; mais elles paraissent être moins énergiques que ces dernières en ce sens que le résultat définitif le plus tranché de cette succession d’influences est la solidification du carbone enlevé à l’atmosphère par la réaction diurne. L’acide carbonique source de la formation du ligneux est incessamment versé dans l’atmosphère par la respiration même des animaux, par la combustion artificielle et par la décomposition spontanée des êtres organisés. L’air chargé d’une forte proportion de cet acide serait absolument impropre à la respiration des animaux ; en sorte que les forêts ont encore pour avantage essentiel d’entretenir dans l’atmosphère un état d’équilibre indispensable à la vie humaine. La simple intervention des agents naturels transforme donc incessamment en un produit utile, un principe qui en s’accumulant dans l’atmosphère eut rendu notre planète inhabitable, mécanisme admirable où se révèlent comme dans toutes les œuvres de la sagesse infinie, la simplicité des moyens et la grandeur des résultats ; qui convertit pour l’homme en un élément de puissance et de domination ce qui pouvait amener la destruction de sa race.

9La cause immédiate de l’introduction des principes minéraux est parfaitement connue : lorsque l’on verse dans le sol où plongent les racines d’un arbre, une dissolution aqueuse d’un sel minéral, celle-ci est rapidement absorbée, et portée avec le sel dissous dans les parties du végétal où circule la sève, notamment dans la partie intérieure de l’écorce, dans l’aubier, dans les jeunes branches et dans les feuilles. Les réactifs par l’aide desquels le chimiste distingue le sel en question de tous les autres corps, ne tardent pas à en démontrer la présence dans toutes ces parties peu de temps après l’arrosement du sol. Les principes minéraux contenus dans tous les bois sont évidemment le résultat de l’absorption opérée par les racines sur les éléments solubles placés en contact avec elles. Mais les racines des arbres ne se bornent pas à aspirer les sels solubles qui peuvent exister dans le sol ; elles exercent certainement sur les corps minéraux dans lesquels elles plongent une action propre qui a pour effet de choisir et de dissoudre certains éléments, en négligeant tous les autres. C’est ainsi que les cendres de tous les bois sont principalement composées de sels de potasse et de chaux, alors même que ces bois ont crû dans des sols où l’analyse chimique décèlerait à grand-peine des traces de ces deux substances. Tout semble indiquer que les principes minéraux sont un stimulant indispensable à la croissance des arbres, et que les sols où ces principes peuvent être aisément puisés par les racines sont, toutes autres choses égales, les plus favorables à la culture des forêts.

10Après avoir indiqué les propriétés communes à tous les bois, nous parlerons de celles qui variant entre certaines limites peuvent servir à caractériser les diverses espèces. Chaque bois se distingue tout d’abord par la consistance, l’épaisseur, la rugosité et la couleur de l’écorce ; débarrassé de cette écorce, le bois proprement dit est encore caractérisé par la disposition des fibres tantôt réunies en masse homogène de couleur uniforme, tantôt groupées d’une manière fort complexe avec les nuances les plus tranchées de couleur, de densité, de dureté, etc. Dans la plupart des bois européens, ces nuances se manifestent par une série de couches concentriques qui correspondent ordinairement aux accroissements annuels du bois ; quelquefois aussi des fibres d’une nuance particulière, sillonnent le bois suivant des plans normaux à ces couches, et dirigés du centre à la circonférence.

11En masses considérables, les bois se distinguent encore soit par la disposition droite ou courbe, cylindrique ou conique, lisse ou noueuse du tronc ; soit par la forme circulaire, elliptique ou ondulée, de la section transversale. L’ensemble de ces caractères extérieurs donne à chaque bois un faciès tellement tranché qu’il est facile de discerner à première vue l’espèce botanique à laquelle appartient un échantillon pris au hasard au milieu de beaucoup d’autres. La pesanteur spécifique est de toutes les propriétés physiques, celle qui influe le plus sur les qualités utiles et sur la classification industrielle des bois. La densité des bois verts est incomparablement plus grande que celle des mêmes bois amenés par la dessication spontanée à cet état où ils sont réputés secs et tiennent encore moyennement le quart de leur poids en eau hygrométrique.

12La densité de l’eau étant prise pour unité, celle des bois secs de l’Europe est ordinairement comprise entre 0,83 et 0,35. Les termes extrêmes sont beaucoup plus prononcés dans les bois des forêts équatoriales où plusieurs espèces sont notablement plus lourdes que l’eau, tandis que la densité de quelques autres descend au-dessous de 0,25. Dans le commerce de l’Europe on nomme ordinairement bois durs les bois les plus lourds dont la densité est comprise entre 0,83 et 0,70 ; on nomme bois tendres ceux dont la densité est comprise entre 0,50 et 0,35, tous les autres forment une classe intermédiaire.

13Les bois se mesurent dans le commerce avec des unités qui varient selon la destination qui leur est donnée. Les bois les plus précieux employés pour la teinture, comme matière d’ornement, comme médicament ou comme parfum sont évalués par leur poids. C’est la commune mesure la plus exacte quand les bois sont amenés au maximum de dessication ; mais ce genre d’évaluation est assez dispendieux et on ne l’emploie usuellement pour toutes les autres sortes que dans certaines localités où le bois est à un prix fort élevé. Ordinairement les gros bois employés dans les arts de construction sont estimés au volume : ce genre de mesurage est beaucoup plus expéditif que le pesage et se peut faire avec un appareil plus simple et plus portatif. Il fournit d’ailleurs une évaluation à peu près indépendante du degré de dessication, exempte par conséquent des fraudes que sous ce rapport le pesage pourrait admettre. Le cubage exact du bois d’œuvre de petite dimension exigeant une dépense de temps trop considérable, on se borne pour ceux-ci à une évaluation plus expéditive, en rapport avec la nature des objets. C’est ainsi que pour l’évaluation des planches qui ont la même épaisseur, on néglige souvent les différences qui peuvent exister dans la largeur, et l’on se borne à mesurer la longueur. Les objets qui se présentent ordinairement avec la même forme, tels que mâts, espars, manches d’outils, perches, échalas, sabots, fuseaux de filature, merrains pour la tonnellerie, pièces diverses pour la marine, le charronnage, la sellerie, la carrosserie, la menuiserie, l’ébénisterie, la layeterie, etc. sont classés par catégorie de grandeur puis évalués à la pièce, au cent, au millier. Le bois employé comme combustible n’a ni une forme assez géométrique ni une valeur assez grande, ni une subdivision assez régulière pour qu’on puisse le cuber ou le compter par pièces : quand il est très divisé, on le réunit par petits paquets nommés fagots ou cotrets, de volume à peu près égal et qu’on évalue au nombre de pièces. Le bois en gros fragments est ordinairement coupé par tronçons de longueur égale que l’on juxtapose suivant leur longueur dans un rectangle de forme déterminée nommée corde dans l’ancien système de poids et mesures de la France. Le parallélépipède ainsi formé a pour base le rectangle servant de mesure et pour hauteur la longueur commune des bûches ; mais l’espace qu’il comprend renferme, outre le bois massif qu’il faudrait seul mesurer, une proportion de vides qui varie entre des limites fort étendues avec la forme géométrique des bûches et surtout selon l’intérêt qui préside au mesurage. Ce mode d’évaluation que l’on désigne usuellement sous le nom de cordage est le seul que l’on puisse appliquer avec économie sur une grande échelle à la comptabilité des bois de feu. Son imperfection est donc chose regrettable, car elle prête à la fraude ; elle jette une certaine incertitude dans l’évaluation du principal produit des forêts, et prive l’art forestier de cette précision qui est pour les arts comme pour les sciences une des principales causes de progrès.

14Si le bois se composait de cylindres rectilignes à base circulaire d’égal diamètre et tassés autant que possible, le rapport géométrique du bois massif au volume total de la mesure que nous proposons de nommer coefficient de cordage, serait 0,91. Avec les bois ordinaires non fendus, coupés en bûches de 1m30 de longueur et cordés avec tout le soin que comporte un travail industriel, le même rapport varie entre 0,60 et 0,75 : mais on le voit descendre à 0,45 dans beaucoup de mesurages où le vendeur ne se fait pas scrupule de réduire autant que possible la quantité livrée.

15 En France on évalue les bois soit avec le poids [?] quintal ou la tonne, de 100 ou de 1 000 kilogrammes, soit au mètre cube. Le mètre cube de bois cordé est désigné sous le nom spécial de stère, expression qui n’a d’autre utilité que de distinguer tout d’abord le bois de feu, du bois de construction : il est donc très regrettable qu’on ait cru pouvoir l’appliquer aussi à l’évaluation des volumes pleins.

16La seule évaluation rigoureuse que l’on puisse appliquer aux bois, la seule aussi qui permette d’introduire de la précision dans les comparaisons qu’exige la science des forêts, doit être basée sur le poids du bois complètement desséché : pour éviter la confusion qui pourrait résulter du sens usuel attaché à l’expression de bois sec, nous adopterons dans cette notice pour commune mesure des bois la tonne de ligneux.

17Les emplois les plus usuels du bois sont essentiellement fondés d’une part sur les propriétés qui se manifestent dans la combustion et surtout sur la production de chaleur qui accompagne ce phénomène ; de l’autre sur ce qu’on pourrait appeler l’ensemble des propriétés mécaniques, comprenant la ténacité, la résistance à la traction et à la compression, l’élasticité, la dureté, la résistance au choc et au frottement, etc. On distingue le bois sous les deux dénominations générales de bois de feu ou de bois d’œuvre selon qu’on se propose d’y mettre en jeu l’une ou l’autre sorte de propriétés. La tonne de ligneux développe par la combustion la quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré centigrade la température de 4 000 tonnes environ d’eau liquide : pour mesurer par l’expression numérique la plus simple, la quantité de chaleur développée par le combustible, on prend ordinairement pour unité la quantité de chaleur nécessaire pour élever d’un degré centigrade la température d’un poids d’eau égal à celui du combustible, et l’on donne le nom de calorie à cette mesure. En partant de cette définition, on peut dire simplement que le ligneux développe par la combustion 4 000 calories.

18Dans les comparaisons générales qu’il y a lieu de faire souvent entre les divers combustibles, on peut admettre que le pouvoir calorifique de la houille, du ligneux et du bois sec sont représentés par les nombres suivants :

houille 6 000 cal
ligneux 4 000
bois sec 3 000

19On peut admettre aussi qu’une tonne (1 000 kg) de ligneux est équivalente à 3 stères de bois de densité moyenne, pesant chacune 444 kilogrammes.

20Tous les bois développent sensiblement à poids égal le même pouvoir calorifique ; mais les températures que l’on peut produire dans certaines conditions que les arts industriels et surtout la métallurgie savent depuis longtemps discerner, sont d’autant plus considérables que les bois sont plus denses. C’est par ce motif que toutes autres conditions égales, le prix d’une tonne de ligneux est ordinairement plus élevé pour les bois durs que pour les bois tendres.

21La résistance aux efforts mécaniques et, au premier rang, la ténacité, la dureté, l’élasticité, sont généralement plus grandes dans les bois que dans la plupart des produits d’origine organique ; sous ce même rapport, ils sont décidément inférieurs à la plupart des matières minérales et particulièrement aux métaux. Les bois développent le maximum de résistance quand ils sont sollicités par deux forces opposées dans le sens de la longueur des fibres, et dans ce cas particulier, ils l’emportent même sur plusieurs métaux. Si l’on suspend des poids au bas de tiges verticales formées de divers bois ou de divers métaux, ayant un centimètre carré de section transversale, et fixées par leur extrémité supérieure, on trouvera que ces tiges rompent sous les efforts indiqués ci-après :

fers les plus tenaces 9 000 kilogrammes
fers de bonne qualité 5 000
cuivres de bonne qualité 4 300
platine 3 900
argent 2 700
or 2 170
bois les plus tenaces 1 400
bois de ténacité médiocre 600
étain 770
zinc 400

22Les résistances qu’opposent les bois à une force agissant en sens inverse sont ordinairement beaucoup moindres ; l’écrasement du tissu ligneux se produit par des efforts compris entre 100 et 200 kilogrammes par centimètre carré de section. Sous le rapport de la résistance aux efforts mécaniques comme sous celui de leur pouvoir calorifique les bois se classent à peu près, dans le commerce, suivant l’ordre des pesanteurs spécifiques.

23Les bois résistent mieux que la plupart des corps d’origine organique aux nombreuses influences qui amènent la destruction des corps placés dans l’atmosphère : à cet égard, ils sont encore inférieurs à la plupart des produits minéraux. Placés à l’abri de l’humidité et surtout des alternatives réitérées d’humidité et de sécheresse, ils peuvent cependant conserver toutes leurs qualités pendant de longues périodes. C’est ainsi que l’on trouve aujourd’hui des bois absolument intacts dans des édifices ayant six siècles d’existence.

24L’infériorité que le bois présente ordinairement comme matière propre aux constructions, sur les produits minéraux, est compensée par un avantage décidé, la facilité de l’élaboration. Le bois se laisse si aisément façonné à l’aide d’outils tranchants que dans les sociétés naissantes on l’emploie toujours de préférence aux pierres et aux métaux pour la construction des habitations, des mobiliers, des ustensiles, etc.

25Le bois, comme toutes les matières produites en abondance par l’intervention des agents naturels, appartient partout, même dans les lieux où il est le plus rare, à la catégorie des matières à bon marché. Tandis que le froment, principal type de matière commerciale à prix médiocre, coûte moyennement en Europe de 200 à 300 francs la tonne, le prix de la tonne de ligneux employé comme combustible ne s’élève à 80 francs que dans des conditions tout à fait exceptionnelles. Le prix est ordinairement compris entre 10 et 30 francs ; il descend dans beaucoup de lieux au-dessous de 2,00 francs. Dans beaucoup de lieux riches en forêts les bois d’œuvre ne coûtent pas plus que les combustibles. Chez les nations où règne un grand mouvement industriel, ce prix est ordinairement beaucoup plus élevé ; pour des pièces de grande dimension, le prix de la tonne de ligneux atteint souvent 200 francs. Enfin le prix des bois employés pour la teinture, mis en œuvre pour certains emplois délicats, peut devenir dix fois plus considérable. L’industrie humaine donne parfois à la matière brute une si grande valeur que le prix de celle-ci bien que relativement considérable, n’entre encore que pour part peu importante dans le prix de revient des produits. C’est ainsi que l’art du tourneur, de l’ébéniste, du sculpteur, du graveur, etc., font la prospérité des contrées adonnées à la production de certains bois d’œuvre.

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