Les plantes pour la production du bois et du papier
Diverses espèces de conifères, de fougères et d'angiospermes contribuent à la production du bois, une ressource polyvalente utilisée dans la construction, la menuiserie, l'ameublement, la fabrication du papier, et même comme combustible.
1. Bois des arbres : Une richesse naturelle
Les arbres font partie des cormophytes vasculaires, et sont généralement des angiospermes (comme le chêne) et quelques conifères (sapin). Leur tige est composée de cellulose, lignine et hémicellulose, formant le bois.
Le bois, avec ses caractéristiques distinctes, trouve sa diversité dans les essences d'arbres. On distingue ainsi :
Le bois tendre issu du sapin, le pin ou l'épicéa ;
Le bois dur ou franc provenant du chêne ou le hêtre ;
Le bois tropical, originaire des arbres de la zone intertropicale, tel que l’acajou.
Bois tendre et blanc d'épicéa (épinette)
Bois dur / franc du chêne
Bois tropical
Exemple : Acajou
Selon les utilisations finales des produits du bois, on distingue les catégories suivantes :
Les bois ronds : c'est tout le bois retiré des forêts (arbres abattus, déchets des activités de coupe). On trouve :
Les combustibles ligneux produisant de l’énergie (52% du bois) ;
Les bois ronds industriels produisant les planches (bois d’œuvre), les panneaux ou les pâtes de bois.
Le bois d’œuvre : c'est tout le bois sous forme de troncs d'arbre (grumes) et qui est transformé dans la scierie pour son utilisation dans :
La construction : charpentes, lambris ;
La menuiserie : parquets, escaliers ;
L’ameublement : mobilier industriel, ébénisterie (art de la fabrication de meubles en bois).
Les panneaux dérivés du bois : Ce sont des matériaux issus de la transformation du bois rond ou de l’assemblage / agglomération de plusieurs éléments du bois (exemple contreplaqué multiplis). Ils sont utilisés comme matériau de construction (sous-plancher).
Les pâtes de bois : c'est une pâte fabriquée à partir des fibres de bois, qui forment de 70 à 85 % du bois, selon l’essence de bois. Ces fibres sont reliées entre elles par la lignine.
Avancées scientifiques
Durant ces dernières années, le progrès scientifique a permis la compréhension approfondie de la structure et des caractéristiques du bois, l’amélioration de ses propriétés et le développement des techniques de fabrication qui ont permis d’obtenir du bois synthétique et de matériaux à base de bois avancés, comme les fibres, les films, les hydrogels, les aérogels et les biocomposites. Ces matériaux sont plus efficaces et durables, et ont plusieurs applications dans les domaines de l'énergie, le traitement de l'eau, la remédiation environnementale, l'électronique, le biomédical et les matériaux structurels légers. Ils sont aussi une source d'inspiration biologique pour les actionneurs, les systèmes robotiques souples et les architectures. Ces avancées scientifiques vont permettre de passer de matériaux non renouvelables à des composites renouvelables et plus durables, offrant des solutions aux défis mondiaux en matière d'énergie, d'eau et d'environnement (Chen et al., 2021).
Le recyclage des papiers et des cartons est aussi à la tendance, mais les pâtes faites de fibres neuves représentent encore environ 50% des pâtes à papier.
Le bouleau
2. Fabrication du papier
Les fibres végétales sont utilisées pour fabriquer la pâte à papier qui est transformée en différents types de produits comme le papier journal, les cartons d’emballage, les papiers graphiques et les papiers domestiques.
Parmi les arbres utilisés, on trouve :
Les conifères comme l’épicéa (épinette) et le pin : Leurs fibres longues donnent un papier résistant ;
Les feuillus comme le bouleau et le peuplier : Leurs fibres courtes permettent la production de papier opaque et lisse adapté à l’imprimerie.
Papier à partir des glucides végétaux
Les glucides issus des végétaux sont aussi utilisés dans la production du papier – en remplaçant les charges minérales plus denses et difficilement recyclables – et dans le recyclage et le traitement des déchets des papiers. Ainsi, par exemple, les hémicelluloses végétales améliorent les propriétés mécaniques du papier produit. Ces dernières sont issues de plusieurs végétaux comme jatoba (Hymenaea courbarils), copaïba (Copaifera langsdorffii), capucine (Tropaeolum majus) et tamarinier (Tamarindus indica) (Falarz et al., 2018).
La biotechnologie et les arbres génétiquement modifiés
Le bois pauvre en lignine est plus recherché dans la production du papier. Pour cette raison, le génie génétique a modifié les arbres afin de diminuer le taux de lignine dans le bois ou modifier sa composition pour l’extraire plus facilement (de Vries et al., 2021).
Il est important de souligner que l'exploitation industrielle du bois n'est pas sans conséquences écologiques, telles que la régression des forêts naturelles au profit des forêts plantées. Une gestion durable et responsable s'impose pour concilier les besoins industriels avec la préservation de l'écosystème forestier.
Sources :
Livre : Fortin Jacques (2007). Les Plantes - Comprendre la Diversité du Monde Végétal, pages 116 - 119. Les Éditions Québec Amérique inc.
Autres sources :
Editorial : Chen, C., Berglund, L., Burgert, I. & Hu, L. (2021). Wood Nanomaterials and Nanotechnologies. Advanced Materials, 33(28), 31–34.
Chapitre de livre : Falarz, L.J., Deyholos, M.K. & Chen G. (2018). Chapter 7 : Materials and Related Bioproducts from Plant Carbohydrates, page 116. Chen, G., Weselake, R.J. & Singer, S.D. (Eds), Plant Bioproducts, Springer.
Article de synthèse : de Vries, L., Guevara-Rozo, S., Cho, M. J., Liu, L. Y., Renneckar, S. & Mansfield, S. D. (2021). Tailoring renewable materials via plant biotechnology. Biotechnology for Biofuels (Vol. 14). BioMed Central.
Pour aller plus loin :
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