Suite à l’article sur la Photosynthèse, continuons nos pérégrinations chimiques pour découvrir cette chimie qui nous entoure, à savoir la chimie du bois. En effet, depuis des siècles l’Homme utilisent des produits issus de la transformation du bois, à commencer par le goudron végétal dans la construction, les tanins dans la tannerie du cuir, de l’extrait d’écorce de saule en médecine ou du bois de cèdre dans la parfumerie, sans compter toutes les utilisations dans l’industrie du papier. Mais de quoi sont donc composés les arbres ? Comment expliquer toutes ces utilisations ?

Composition du bois

Le bois est composé dans son immense majorité de trois polymères (Rappel : Grande molécule constituée d’une répétition d’une molécule simple, appelée monomère), avec des proportions variant en fonction de l’essence : 50% de cellulose, 20 à 40% de lignine et 20 à 40% d’hémicellulose. En plus de ces polymères, de nombreuses autres molécules peuvent être trouvées en quantités plus faibles en fonction des essences, qui pourront soit être extraites à l’aide d’un solvant ou d’eau (composés extractibles) ou non.

Ces composés extractibles sont très différents, et en fonction des essences, on pourra notamment trouver : des huiles (cèdre), des composés terpéniques (dérivés du terpène, comme le caoutchouc de l’hévéa ou du guayule, l’ambre, le camphre ou la térébenthine issue de la résine des pins), les flavonoïdes comme la quercétine (chêne) et d’autres composés phénoliques (dérivés du phénol, comme l’acide salicylique du saule, les tanins (chêne, châtaignier,…) ou la vanilline de certains feuillus).

D’autres composés non extractibles peuvent également être trouvés, à commencer par certains minéraux, des cires et autres acides gras.

Ecriture simple de la cellulose, avec n : le nombre de répétition (degré de polymérisation)

Les 3 Macromolécules du bois

La cellulose est le composant le plus important (>50% de la composition du bois) et certainement le plus connu de la chimie végétal. Elle est composée d’une grande répétition linéaire de molécules de Glucose (entre 8000 et 15000 répétitions en fonction des essences), ce qui l’intègre dans la famille des polysaccharides (polymères formés d’une répétition d’un certain nombre de « oses » – sucres).

Autre composant important, les hémicelluloses forment un ensemble de polysaccharides plus variés et plus courts (les répétitions varient entre 70 et quelques centaines), avec généralement de nombreuses ramifications (Rappel – Article sur la Nomenclature chimique).

Enfin, la lignine diffère des deux précédentes molécules car elle n’est pas composée de sucres mais de la répétition d’unités issues de trois précurseurs phénoliques, des composés cycliques portant une fonction hydroxyle –OH (Alcool) : l’alcool coumarylique, l’alcool coniférylique (notamment chez les résineux) et l’alcool sinapylique.

L’articulation de ces trois macromolécules va définir l’architecture générale de la paroi d’une cellule de bois, comme le montre la modélisation ci-dessous :

Graphe : ©Forêt.Nature (paru dans la revue trimestrielle d’avril-juin 2018) via Valbiomag

Et dans l’avenir ?

Comme évoqué précédemment, de nombreuses molécules issues de la chimie du Bois ont été utilisées par l’Homme et, encore aujourd’hui, la dynamique économique actuelle tend à valoriser au maximum les sous-produits du bois et à remplacer les molécules issues de la pétrochimie ou de la chimie de synthèse. De nombreux exemples intéressants sont disponibles sur ce lien.

Pour aller plus loin :