Le bois au XXI^e siècle

Les grandes évolutions économiques mondiales et européennes mettent en évidence un accroissement des besoins en bois

Les grandes évolutions économiques mondiales et européennes mettent en évidence un accroissement des besoins en bois

L’é­vo­lu­tion des pays émer­gents se tra­duit et se tra­dui­ra par une forte demande. L’Or­ga­ni­sa­tion des Nations unies pour l’a­li­men­ta­tion et l’a­gri­cul­ture (FAO) estime qu’à l’é­chéance de 2010 la consom­ma­tion mon­diale pas­se­ra de 4 mil­liards de m³ équi­va­lents bois ronds envi­ron à 5 mil­liards, soit une aug­men­ta­tion de 20 %, ce qui est consi­dé­rable, même si plus de la moi­tié de ce total cor­res­pond à une uti­li­sa­tion sous forme de bois éner­gie. Dans tous les pays en émer­gence, au-delà de son uti­li­sa­tion sous forme d’éner­gie, le bois est le maté­riau le plus facile à mettre en œuvre pour les besoins de l’ha­bi­tat des populations. 

En Europe, les scé­na­rios étu­diés vont au maxi­mum à l’ho­ri­zon 2025 (FAO/Commission éco­no­mique pour l’Eu­rope des Nations unies – CEE). Ils confirment la ten­dance mon­diale avec un rythme moins sou­te­nu, mais qui condui­rait d’une récolte actuelle de 390 mil­lions de m³ (Mm³) par an à 480 Mm³ à l’ho­ri­zon 2020. Cela mal­gré un accrois­se­ment des impor­ta­tions et un recours plus impor­tant qu’au­jourd’­hui aux pro­duits de récu­pé­ra­tion, et, notam­ment, aux fibres. Les forêts euro­péennes devront pro­duire plus. Elles le peuvent puisque les esti­ma­tions font état d’une pos­si­bi­li­té annuelle de 530 Mm³.

Par ailleurs la super­fi­cie des forêts d’Eu­rope gérées pour la pro­duc­tion de bois devrait aug­men­ter de l’ordre de 5 mil­lions d’hec­tares (Mha) entre 1990 et 2020 (envi­ron 3 %) dont 3,5 Mha dans les pays de l’Eu­rope des Quinze, avec une sta­bi­li­té dans les pays nor­diques. L’es­sen­tiel de l’ex­pan­sion concer­ne­ra la France et l’Es­pagne où l’ex­ten­sion et l’a­mé­lio­ra­tion de la forêt se pour­suivent et la Pologne où les super­fi­cies agri­coles devraient for­te­ment dimi­nuer. Au-delà de 2020, des pro­duc­tions plus impor­tantes pour­raient appa­raître dans les pays autres que ceux de l’Eu­rope des Quinze avec la déprise des terres agricoles. 

La crois­sance de la popu­la­tion mon­diale, qui devrait pas­ser d’un peu plus de 6 mil­liards d’hommes en 2000 à quelque 8 mil­liards en 2010, condui­ra dans les pays en voie de déve­lop­pe­ment à un besoin de terres agri­coles au détri­ment des sur­faces fores­tières. La forêt va donc dimi­nuer dans les pays à forte démo­gra­phie, ce qui ren­force l’in­té­rêt des pro­duc­tions fores­tières dans les zones à moindre pres­sion démo­gra­phique, c’est-à-dire dans la plu­part des pays des zones tem­pé­rées des deux hémi­sphères, pays en majo­ri­té développés. 

Les emplois du bois demain : si des freins existent, les facteurs favorables sont prédominants

Le XXI^e siècle, dans la conti­nui­té de la fin du XX^e, sera celui de l’en­vi­ron­ne­ment, du moins dans sa pre­mière par­tie. Si cette ten­dance peut frei­ner cer­taines uti­li­sa­tions du bois, glo­ba­le­ment elle lui sera plu­tôt favorable. 

Les freins possibles

Des freins appa­raî­tront vis-à-vis des plan­ta­tions à crois­sance rapide ou de syl­vi­cul­tures ou de méthodes d’a­mé­na­ge­ment du ter­ri­toire consi­dé­rées par cer­tains mou­ve­ments comme trop pro­duc­ti­vistes, ne tenant pas assez compte des autres fonc­tions de la forêt. Dans ce cas, ce n’est pas l’u­ti­li­sa­tion du bois qui est visée, mais la façon dont il est produit. 

Par­mi d’autres freins, plus réels, il y a l’u­ti­li­sa­tion d’ad­ju­vants (colles, pein­tures et ver­nis, pro­duits de pré­ser­va­tion) dans la fabri­ca­tion des pro­duits, ou le com­por­te­ment en ser­vice de pro­duits bois com­por­tant ces adju­vants. Cepen­dant, des avan­cées impor­tantes ont été réa­li­sées ces der­nières années, comme la divi­sion par 40 du taux de for­mol en vingt ans dans les colles, et les résul­tats de la recherche sont pro­met­teurs. Enfin des méthodes existent pour la des­truc­tion en fin de vie de ces pro­duits sans impact sur l’en­vi­ron­ne­ment, mais seuls les pays déve­lop­pés peuvent les mettre en œuvre. 

Les éléments favorables

L’élé­ment le plus fon­da­men­tal réside dans la demande sociale crois­sante de pro­duits natu­rels et authen­tiques et cette demande est d’au­tant plus impor­tante que le niveau de vie s’améliore. 

C’est une ten­dance de fond tant en Europe, qu’en France. Elle se nour­rit et nour­rit elle-même l’é­mer­gence des mou­ve­ments éco­lo­giques dans les pays déve­lop­pés et conduit déjà à favo­ri­ser l’u­ti­li­sa­tion du bois. Deux exemples : 

• la demande de forêts gérées dura­ble­ment : ini­tia­le­ment appa­rue pour les pays en voie de déve­lop­pe­ment où la forêt est, ou peut être, mena­cée, cette demande s’a­dresse aujourd’­hui à l’Eu­rope, alors que sa forêt est glo­ba­le­ment en expansion ;
   
• la notion de » bois éco­ma­té­riau » : c’est en effet le maté­riau le moins coû­teux en éner­gie pour sa mise en œuvre ; c’est même, dans le cas d’une impré­gna­tion pour une uti­li­sa­tion en poteau de ligne, le pro­duit le mieux pla­cé dans ses impacts envi­ron­ne­men­taux par rap­port aux pro­duits concur­rents comme le poteau béton ou métal­lique (étude de l’Ins­ti­tut suisse de recherches sur les maté­riaux – EMPA) ; il pré­sente d’ex­cel­lentes per­for­mances en matière d’af­fai­blis­se­ment acous­tique même s’il a quelques fai­blesses aux bruits d’im­pact, et est extrê­me­ment inté­res­sant pour l’i­so­la­tion thermique. 

Le » cocoo­ning » (ten­dance forte actuelle ten­dant à un recen­trage sur sa famille et son chez-soi où l’on fera tout pour s’y sen­tir bien), l’é­lé­va­tion du niveau de vie pour une par­tie de la popu­la­tion et les dif­fi­cul­tés éco­no­miques pour d’autres sont en fait des évo­lu­tions très favo­rables car elles vont vers : 

• une déco­ra­tion inté­rieure plus chaude et plus noble recou­rant à des lam­bris, à des par­quets, à des touches de bois accom­pa­gnées de petits meubles qui pour­ront être chan­gés plus tard, ou de meubles en kit que l’on pour­ra mon­ter soi-même et sur­tout modi­fier, com­po­ser autre­ment à sa guise ; 
• la recherche de solu­tions au moindre coût per­mises par la pro­li­fé­ra­tion des grandes sur­faces de bri­co­lage où le bois est un maté­riau facile à mettre en œuvre ; 
• l’as­pi­ra­tion à la mai­son indi­vi­duelle, où des quan­ti­tés impor­tantes de bois sont uti­li­sées, consti­tue et consti­tue­ra long­temps encore un moteur de l’u­ti­li­sa­tion du bois. Même si la mai­son est, en règle géné­rale en France, construite à base de pierre ou de béton, la char­pente, les fenêtres, les portes et une par­tie des revê­te­ments de sols sont en bois, ou à base de bois. La mai­son indi­vi­duelle, quelle qu’elle soit uti­lise plus de bois que le loge­ment collectif. 

Mai­son indi­vi­duelle, Nar­bonne, Aude.
Archi­tectes : A. Escri­va, D. Belda.

La sen­si­bi­li­té aux pro­blèmes envi­ron­ne­men­taux se mani­feste aus­si par rap­port aux pro­blèmes de san­té. C’est ain­si que le par­quet bois, plus par­ti­cu­liè­re­ment sous des formes nou­velles (par­quets contre­col­lés, par­quets stra­ti­fiés, etc.), regagne d’im­por­tantes parts de mar­ché au détri­ment de la moquette qui consti­tue un milieu pro­pice au déve­lop­pe­ment des aca­riens à l’o­ri­gine du déclen­che­ment de réac­tions aller­giques impor­tantes. Dans d’autres cas des inter­ro­ga­tions appa­raissent, que ce soit pour la des­truc­tion des pro­duits en fin de vie, ou pour les aires de jeux pour enfants réa­li­sées à par­tir de bois trai­tés, condui­sant à trou­ver d’autres solu­tions res­pec­tueuses de l’en­vi­ron­ne­ment et de la san­té humaine. 

Quant à l’u­ti­li­sa­tion du bois comme source d’éner­gie, de nou­veaux types de chau­dières, comme les chau­dières à lit flui­di­fié, ou de nou­velles tech­niques comme la cogé­né­ra­tion offrent de nou­velles possibilités. 

Enfin, un des atouts majeurs du maté­riau réside dans sa capa­ci­té de sto­ckage du gaz car­bo­nique, res­pon­sable de l’ef­fet de serre. C’est poli­ti­que­ment, et à terme éco­no­mi­que­ment, un argu­ment en faveur du déve­lop­pe­ment de l’u­ti­li­sa­tion du bois. De nom­breuses ini­tia­tives en ce sens sont déjà prises dans cer­tains pays, y com­pris en France à la suite de la loi sur l’air. 

Les évolutions technologiques et les nouveaux matériaux

Il est dif­fi­cile de résu­mer toutes les évo­lu­tions en cours. Seules les plus mar­quantes et les plus pro­met­teuses seront évoquées. 

Une première évolution de fond : le bois reconstitué ou restructuré

De plus en plus, et de façon mas­sive, pour les uti­li­sa­tions tech­no­lo­gi­que­ment avan­cées, c’est-à-dire à per­for­mances pré­cises, le bois sera » recons­ti­tué » ou » restruc­tu­ré » pour en faire un maté­riau le plus fiable pos­sible aux per­for­mances bien précises.

Quel que soit l’at­ta­che­ment ou l’in­té­rêt que l’on peut avoir pour le bois mas­sif, celui-ci pré­sente deux carac­té­ris­tiques qui peuvent péna­li­ser son emploi soit au niveau de l’in­dus­trie, soit au niveau de l’u­ti­li­sa­tion finale. La pre­mière est liée à sa pro­pen­sion à » tra­vailler « , comme cha­cun le sait, puisque le bois réagit à l’hu­mi­di­té ambiante pour se mettre en équi­libre hygro­sco­pique, ce qui conduit à des varia­tions dimen­sion­nelles et à des défor­ma­tions péna­li­santes pour cer­tains emplois. La seconde est rela­tive au coût éle­vé des pièces de bois mas­sif de qua­li­té, incom­pa­tible avec une pro­duc­tion de masse à coût réduit.

La solu­tion réside dans l’u­ti­li­sa­tion de qua­li­tés de bois moindres (prix plus faible) et dans le col­lage de pièces de bois entre elles. Le col­lage limite les réac­tions de défor­ma­tion puisque la pro­ba­bi­li­té pour que plu­sieurs pièces de bois col­lées ensemble se déforment dans le même sens est qua­si nulle. C’est ain­si que sont rapi­de­ment appa­rus sur le mar­ché de nom­breux pro­duits dits en » bois mas­sif recons­ti­tué » (appel­la­tion erro­née, puisque le bois n’est plus mas­sif, mais qui est hélas lar­ge­ment uti­li­sée pour influen­cer le consom­ma­teur). Ce type de pro­duit se ren­contre aujourd’­hui dans la fabri­ca­tion de nom­breux meubles et leur donne d’ailleurs un aspect caractéristique. 

Il s’a­git là des prin­cipes tech­niques qui ont pré­va­lu pour la créa­tion du lamel­lé-col­lé, mais dans une recherche dif­fé­rente puis­qu’il n’é­tait pas pos­sible d’ob­te­nir avec des bois mas­sifs les lon­gueurs excep­tion­nelles que per­met d’at­teindre le lamel­lé-col­lé. Ces por­tées excep­tion­nelles font qu’au­jourd’­hui, et pour long­temps encore, le maté­riau bois est uti­li­sé dans la construc­tion d’ou­vrages aux dimen­sions remar­quables. Et aujourd’­hui, pour les mêmes rai­sons évo­quées ci-des­sus, appa­raissent des poutres lamel­lées-col­lées de faibles por­tées, qui seraient réa­li­sables en bois mas­sif, mais à un coût supérieur. 

Le bois » recons­ti­tué » uti­lise des sciages pur­gés des défauts ou sin­gu­la­ri­tés du bois, per­met­tant ain­si de valo­ri­ser des pièces de petites dimen­sions. Le bois » restruc­tu­ré » va plus loin encore, puis­qu’il cor­res­pond à la recom­po­si­tion d’une pièce de bois à par­tir soit de copeaux ou de minces lamelles de bois, soit car­ré­ment de fibres de bois. C’est ain­si que sont appa­rus divers pro­duits, allant des pan­neaux à d’autres types de com­po­sants de base, tant dans le domaine de la construc­tion que dans celui du meuble. 

Une seconde évolution de fond : dans beaucoup d’usages fonctionnels, le bois en tant que tel ne se voit plus

Le consom­ma­teur non aver­ti ne voit pas le bois alors qu’il est pré­sent dans de nom­breux cas, tels que : 

• l’âme des skis com­prend dans de très nom­breuses fabri­ca­tions un noyau en bois de frêne très inté­res­sant pour les vibra­tions et les réac­tions du ski ; 
• les plan­chers d’une par­tie des TGV sont en contre­pla­qué multiplis ; 
• les par­ties inté­rieures des por­tières de véhi­cules auto­mo­biles, les plages arrière incor­po­rant des haut-par­leurs sont pour de nom­breux construc­teurs en fibres de bois mou­lées, pro­duit recher­ché pour son absorp­tion des vibra­tions notam­ment des sons ; 
• dans la majo­ri­té des meubles de cui­sine ou de salles de bains, les pan­neaux de bois consti­tu­tifs des meubles sont recou­verts de divers pro­duits de fini­tion qui n’ont aucun rap­port avec l’i­mage du bois ; 
• la struc­ture de la Géode du dôme Imax de La Défense est en bois lamellé-collé. 

Quelques exemples de nouveaux produits à base de bois restructuré

Dans le domaine des usages struc­tu­raux¹ 

• En matière de lamel­lé-col­lé, la poutre » epsi­lon » incor­pore dans un de ses plans de colle une nappe de car­bone pul­tru­dé² qui per­met de presque dou­bler ses carac­té­ris­tiques méca­niques par rap­port à une poutre iden­tique sans ce com­po­sé de carbone.
   
• Le LVL, » lami­na­ted veneer lum­ber » ou lami­bois : des pla­cages de bois sont col­lés dans le sens du fil pour obte­nir, en pri­vi­lé­giant un axe, des poutres à hautes per­for­mances (pro­duits fabri­qués aux USA et dans les pays nordiques.
   
• Le para­lam et l’in­tra­lam : pro­duits obte­nus à par­tir de lamelles de un à deux cen­ti­mètres de large et quelques dizaines de cen­ti­mètres de long, col­lées et com­pres­sées pour obte­nir là encore des poutres à hautes per­for­mances (USA).
   
• Les poutres en I à mem­brure en bois mas­sif et âme à base de panneau.
   
• Demain, le LSM, » lami­na­ted strand lum­ber » : un pro­duit simi­laire au para­lam dont les com­po­sants sont obte­nus, non plus à par­tir de grumes dérou­lées mais de ron­dins dérou­lés. Des colles à base d’i­so­cya­nates sous forte pres­sion de vapeur font adhé­rer ensemble les lamelles d’une ving­taine de cen­ti­mètres fil sur fil confé­rant au pro­duit des carac­té­ris­tiques méca­niques adap­tées aux usages en construc­tion, mais aus­si en flexion comme pour les cana­pés et sommiers. 

Dans le domaine des panneaux

• Les OSB, » orien­ted strand board » : il s’a­git de pan­neaux de par­ti­cules fabri­qués à base de grandes par­ti­cules (10 cm et plus) orien­tées en plis croi­sés confé­rant ain­si au pro­duit des carac­té­ris­tiques méca­niques supé­rieures. Ce pan­neau se déve­loppe énor­mé­ment dans la construc­tion actuellement.
   
• L’a­vé­ne­ment du MDF, » medium den­si­ty fiber­board » : obte­nu à par­tir de bois défi­bré, ce pan­neau pré­sente une struc­ture homo­gène, une apti­tude à l’u­si­nage simi­laire à celle du bois mas­sif, une sur­face fine lui offrant de grandes pos­si­bi­li­tés dans le meuble et la déco­ra­tion. Il a très lar­ge­ment rem­pla­cé le contre­pla­qué et le pan­neau de par­ti­cules dans de nom­breux usages au cours de ces der­nières années. 
• Les nou­veaux encol­lages à base d’i­so­cya­nates.
   
• Les iso­lants ther­miques et acous­tiques sont des pro­duits à base de fibres de bois, soit mou­lés, soit flo­qués, soit uti­li­sés sous forme de panneaux. 

Dans le domaine des poteaux

Poutres en I. PHOTO FORINTEK

Il faut citer les recherches actuelles sur la réa­li­sa­tion de poteaux creux, fabri­qués à par­tir de pla­cages fins tor­sa­dés uti­li­sant la tech­nique de nap­page des maté­riaux composites. 

Quelques exemples d’autres nouveaux produits

• Le bois compressé
  Les tech­niques de com­pres­sion iso­sta­tiques issues de l’aé­ro­nau­tique per­mettent aujourd’­hui de trans­for­mer un billon de bois en une poutre car­rée ou rec­tan­gu­laire. Une impré­gna­tion de résines per­met de conser­ver la forme. L’in­té­rêt est qu’il n’y a pas de déstruc­tu­ra­tion, ce qui amé­liore les carac­té­ris­tiques méca­niques, » efface » les défauts, et per­met d’ob­te­nir des sec­tions dif­fé­rentes rapi­de­ment. Une usine est en cours de construc­tion en Finlande.
   
• 
  Bois thermoplastique
   
  
  Bois malléable. 

  Les com­po­sites 
  De nom­breuses com­bi­nai­sons sont déjà appa­rues. Il faut citer outre tous les pan­neaux » sand­wichs » (couches suc­ces­sives de dif­fé­rents types de pan­neaux et de pro­duits iso­lants), les iso­lants ther­miques à base de fibres qui grâce aux pro­prié­tés hygro­sco­piques du bois béné­fi­cient d’un pou­voir régu­la­teur et évitent les conden­sa­tions, atouts dont ne peuvent se pré­va­loir les autres matériaux.
   

• Les pro­duits à base de bois et de thermoplastiques
  Ils per­mettent d’ob­te­nir des formes très variées par extru­sion ou par mou­lage ; si les pre­miers pro­duits indus­triels ne com­por­taient qu’une faible charge en bois, les pro­duits actuels en contiennent jus­qu’à 70 %.
   
• Les bois malléables
  Uni­que­ment obte­nus de façon arti­sa­nale jus­qu’i­ci, ces bois cin­trés et cour­bés sont aujourd’­hui pro­duits indus­triel­le­ment et dans des sec­tions qu’il n’é­tait pas pos­sible d’ob­te­nir antérieurement.
   
• Le bois chauf­fé à haute tem­pé­ra­ture ou bois rétifié
  Ce pro­cé­dé consiste à com­men­cer une pyro­lyse contrô­lée du bois, ce qui a comme effet de détruire les par­ties les plus sen­sibles à la cha­leur (sucres plus par­ti­cu­liè­re­ment) et à confé­rer au pro­duit une meilleure résis­tance aux agents bio­lo­giques. Très pro­met­teur pour cer­taines uti­li­sa­tions du bois à l’ex­té­rieur, ce pro­cé­dé ne doit pas cepen­dant faire perdre de vue que le trai­te­ment doit être très étroi­te­ment maî­tri­sé. Les pro­duits sont for­cé­ment de cou­leur brune compte tenu du trai­te­ment ; ils enre­gistrent une perte par­tielle des carac­té­ris­tiques méca­niques et sont légè­re­ment moins résis­tants aux chocs.
   
• Enfin, tout un ensemble de pro­duits, au sens de com­po­sants voire de pro­duits finis, comme les poutres mul­ti­fonc­tion­nelles qui ne sont plus seule­ment por­teuses mais incor­porent aus­si les pas­sages des » fluides « , les portes qui deviennent des ensembles com­plets for­mant le bloc-porte, les fenêtres qui deviennent des bloc-baies, etc.

Conclusion

L’é­vo­lu­tion démo­gra­phique, la prise en compte de l’en­vi­ron­ne­ment, le sou­ci tou­jours plus grand de la san­té humaine, l’é­lé­va­tion du niveau de vie dans de nom­breux pays sont autant de fac­teurs qui garan­tissent un ave­nir au bois, au moins pour la pre­mière moi­tié du siècle. Au-delà de cette demande glo­bale, le bois sera, grâce aux nou­velles tech­no­lo­gies, de plus en plus uti­li­sé sous des formes recons­ti­tuées ou restruc­tu­rées qui lui donnent des per­for­mances éle­vées, lui per­met­tant de concur­ren­cer les autres maté­riaux et de conqué­rir de nou­veaux marchés. 

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1. Sur ces usages, voir aus­si l’ar­ticle par J. Beha­ghel.
2. La pul­tru­sion est un pro­cé­dé de fabri­ca­tion d’élé­ments de struc­ture asso­ciant des fibres orien­tées selon les besoins (de verre, de car­bone ou autres) à une résine, grâce à la poly­mé­ri­sa­tion dans un moule.

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