COURS DE TECHNOLOGIE DU BOIS, 2ÈME ANNÉE, OPTION MENUISERIE
Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC
PRÉLIMINAIRES
0.1. Objectifs généraux du cours
Ce cours vise à doter l’élève de deuxième année des connaissances techniques et scientifiques nécessaires pour identifier, sélectionner et transformer rationnellement le matériau bois. L’apprenant développe une compréhension approfondie de l’anatomie de l’arbre, des propriétés physico-mécaniques des essences congolaises et des procédés de débitage, garantissant une utilisation optimale de la matière d’œuvre dans la réalisation d’ouvrages de menuiserie.
0.2. Définitions et terminologie de base
La technologie du bois se définit comme l’étude systématique des caractéristiques macroscopiques et microscopiques de la matière ligneuse ainsi que de ses comportements face aux agents extérieurs. Cette section établit un lexique précis incluant des termes tels que « essence », « bille », « plot » et « hygroscopicité », indispensables pour une communication technique fluide dans les ateliers et sur les chantiers de construction à travers la République.
0.3. Importance économique de la filière bois en RDC
La République Démocratique du Congo possède l’un des massifs forestiers les plus importants au monde, constituant un levier économique majeur. L’étude de la technologie du bois sensibilise l’élève à la valeur ajoutée de la transformation locale, soulignant l’importance de passer de l’exportation de grumes brutes à la production de produits finis de qualité à Kinshasa, Matadi ou Kisangani.
0.4. Normes de sécurité et déontologie
L’exploitation et la manipulation du bois exigent le respect strict des normes de sécurité pour prévenir les accidents liés aux chutes de billes ou aux éclats. La déontologie professionnelle impose également une gestion responsable de la ressource, privilégiant l’utilisation rationnelle des débits pour minimiser le gaspillage d’essences précieuses comme le Wenge ou l’Afrormosia.
PARTIE 1 : ÉTUDE MORPHOLOGIQUE ET ANATOMIQUE DE L’ARBRE
Cette première partie explore la biologie végétale appliquée à l’industrie, permettant à l’élève de comprendre la genèse du matériau qu’il travaillera. Elle analyse la structure interne du tronc et les mécanismes physiologiques qui déterminent la qualité du bois final. 🌳🔬
Chapitre 1 : Classification et identification des arbres
Ce chapitre établit la distinction fondamentale entre les grandes familles botaniques productrices de bois, en mettant l’accent sur les spécificités de la flore congolaise.
1.1. Les feuillus (Angiospermes)
Les feuillus constituent la majorité des essences exploitées en RDC, caractérisés par des feuilles larges et des graines enfermées dans un fruit. L’élève étudie des exemples emblématiques tels que le Limba du Mayombe, le Sapelli et l’Iroko, appréciés pour leur structure complexe et leurs qualités esthétiques en ébénisterie.
1.2. Les résineux (Gymnospermes)
Bien que moins abondants dans la cuvette centrale, les résineux comme les pins ou les cyprès présents dans les reboisements du Kivu ou du Katanga font l’objet d’une étude spécifique. Ces essences se distinguent par leurs feuilles en aiguilles, leurs cônes reproducteurs et la présence fréquente de canaux résinifères influençant leur usinage et leur collage.
1.3. Identification sur pied et en grume
La reconnaissance de l’arbre dans son environnement naturel repose sur l’observation de la silhouette, de l’écorce et du feuillage. L’élève apprend à identifier les essences commerciales directement sur le parc à grumes en analysant la couleur, la texture et l’odeur du bois fraîchement coupé, compétences essentielles pour l’approvisionnement.
1.4. Différenciation bois jeune et bois adulte
La structure du bois évolue avec l’âge de l’arbre, le bois juvénile situé au centre présentant souvent des propriétés mécaniques inférieures et une instabilité dimensionnelle accrue. Cette section apprend à l’élève à distinguer ces zones pour orienter les débits vers les usages appropriés, réservant le bois adulte aux structures porteuses.
Chapitre 2 : Structure macroscopique et microscopique du tronc
L’analyse de la coupe transversale et des plans ligneux révèle l’organisation interne des tissus, expliquant le comportement anisotrope du matériau.
2.1. La coupe transversale et ses composantes
L’observation de la section perpendiculaire à l’axe du tronc permet d’identifier les zones concentriques : l’écorce protectrice, le liber conducteur de sève élaborée, le cambium générateur de cellules, l’aubier vivant et le duramen (cœur) lignifié. L’élève mémorise la fonction de chaque couche et son importance technologique pour le menuisier.
2.2. Le plan ligneux radial
Ce plan de coupe, passant par l’axe central du tronc, met en évidence les rayons ligneux sous forme de mailles ou de flocons, particulièrement visibles sur le chêne ou le platane. L’étude de ce plan est cruciale pour comprendre le débit sur quartier qui favorise la stabilité dimensionnelle et l’esthétique du veinage.
2.3. Le plan ligneux tangentiel
La coupe tangentielle aux cernes de croissance révèle le dessin caractéristique en forme de flammes ou de paraboles, très recherché pour les panneaux décoratifs. L’élève analyse les avantages et les inconvénients de ce plan, notamment sa tendance au tuilage lors du séchage.
2.4. Microstructure et cellules du bois
L’étude microscopique introduit les concepts de vaisseaux, de fibres et de parenchyme, expliquant la porosité et la densité du bois. La compréhension de la disposition des pores (zone initiale poreuse ou pores diffus) aide à anticiper la finition et l’absorption des vernis.
Chapitre 3 : Physiologie et croissance de l’arbre
Comprendre la vie de l’arbre permet de saisir l’origine des qualités et des défauts du bois, liant la biologie à la technologie industrielle.
3.1. Le système racinaire et l’absorption
Les racines ancrent l’arbre au sol et puisent l’eau chargée de sels minéraux, formant la sève brute. L’importance d’un sol riche pour la formation d’un bois dense et résistant est expliquée, justifiant les variations de qualité d’une même essence selon sa provenance (ex: Tola de forêt inondée vs Tola de terre ferme).
3.2. La circulation des sèves
L’élève distingue le circuit ascendant de la sève brute dans l’aubier du circuit descendant de la sève élaborée dans le liber. Cette connaissance justifie les techniques d’annélation ou d’abattage en saison sèche pour réduire la teneur en amidon et limiter les attaques d’insectes xylophages.
3.3. La fonction chlorophyllienne et la respiration
La photosynthèse, réalisée par le feuillage sous l’action de la lumière, transforme le carbone atmosphérique en matière ligneuse. L’élève comprend que la gestion de la densité de plantation en sylviculture influence directement la vitesse de croissance et la largeur des cernes, impactant la dureté du bois.
3.4. Le processus de lignification et duraminisation
La transformation progressive de l’aubier en duramen par le dépôt de tanins, de gommes et de résines confère au bois de cœur sa durabilité naturelle et sa couleur caractéristique. Cette section souligne la nécessité d’éliminer l’aubier périssable lors du débitage des bois rouges précieux.
PARTIE 2 : PROPRIÉTÉS PHYSIQUES, MÉCANIQUES ET DÉFAUTS DU BOIS
Cette partie centrale caractérise le bois en tant que matériau d’ingénierie, définissant ses performances et ses limites. Elle fournit les données nécessaires au calcul de structure et au choix des essences selon la destination de l’ouvrage. 📊🏗️
Chapitre 4 : Propriétés physiques du bois
Les propriétés physiques décrivent le comportement du bois face à l’eau, à la chaleur et au son, sans modification de sa structure chimique.
4.1. Hygroscopicité et taux d’humidité
Le bois est un matériau hygroscopique qui échange constamment de l’humidité avec l’air ambiant pour atteindre un équilibre. L’élève apprend à mesurer le taux d’humidité à l’aide d’humidimètres électroniques ou par la méthode de dessiccation, visant les standards de 12% pour le mobilier intérieur en climat tropical.
4.2. Rétractabilité et variations dimensionnelles
Le retrait et le gonflement du bois en fonction de l’humidité entraînent des variations dimensionnelles anisotropes (tangentiel > radial > axial). L’étude des coefficients de retrait permet de prévoir le jeu nécessaire lors de la pose de parquets ou de lambris à Lubumbashi ou Mbuji-Mayi.
4.3. Masse volumique et densité
La densité détermine le poids de l’ouvrage et influence la facilité d’usinage. L’élève compare les bois très lourds comme l’Ébène ou le Wenge aux bois légers comme le Fromager, sélectionnant l’essence adéquate pour une charpente (légèreté et résistance) ou un établi (lourdeur et stabilité).
4.4. Conductibilité, sonorité et couleur
Les propriétés thermiques, acoustiques et esthétiques sont analysées pour des applications spécifiques. Le pouvoir isolant du bois, sa résonance pour la lutherie et la stabilité de sa couleur face aux UV guident le choix des matériaux pour les revêtements extérieurs et les instruments de musique.
Chapitre 5 : Propriétés mécaniques du bois
L’analyse de la résistance du bois aux forces extérieures est indispensable pour garantir la solidité des structures et la sécurité des utilisateurs.
5.1. Résistance à la compression
L’élève étudie la capacité du bois à supporter des charges écrasantes, distinguant la compression axiale (poteaux) de la compression transversale (traverses de chemin de fer). Les essais mécaniques démontrent la supériorité du bois de fil sur le bois de bout.
5.2. Résistance à la traction et au cisaillement
La traction axiale offre une résistance exceptionnelle, souvent supérieure à l’acier à poids égal, tandis que la traction transversale provoque facilement la fendaison. La résistance au cisaillement est critique pour le dimensionnement des assemblages par tenon et mortaise ou des boulonnages.
5.3. Résistance à la flexion statique
Cette propriété, essentielle pour les solives et les étagères, mesure la capacité d’une pièce à fléchir sans rompre sous une charge. L’élève apprend à utiliser les abaques de charge pour dimensionner correctement les poutres en fonction de l’essence et de la portée.
5.4. Dureté, élasticité et résilience
La dureté (test Monnin ou Brinell) définit la résistance au poinçonnement et à l’usure, critère clé pour les parquets. L’élasticité permet au bois de reprendre sa forme après déformation (arcs, ressorts), tandis que la résilience mesure sa capacité à absorber l’énergie d’un choc sans casser (manches d’outils).
Chapitre 6 : Défauts, anomalies et altérations du bois
La reconnaissance des singularités du matériau permet d’optimiser le débit en purgeant les parties défectueuses ou en valorisant les anomalies esthétiques.
6.1. Défauts de structure et de conformation
Les nœuds (sains, bouchon, pourris) interrompent la continuité des fibres et affaiblissent la pièce. Le fil tors, la fibre torse ou le bois de réaction (bois de tension/compression) provoquent des déformations imprévisibles lors de l’usinage que l’élève doit apprendre à anticiper.
6.2. Altérations dues au séchage
Un séchage mal conduit engendre des fentes, des gerces, du tuilage ou une cémentation (durcissement superficiel). L’identification de ces défauts oriente le choix des pièces, écartant les planches trop déformées pour les ouvrages de précision.
6.3. Attaques biologiques : champignons et insectes
Les champignons de pourriture (cubique, fibreuse) et les insectes xylophages (termites, lyctus, vrillettes) dégradent la structure du bois. L’élève identifie les signes d’infestation (galeries, vermoulure) et détermine la récupérabilité des bois atteints.
6.4. Anomalies de couleur et d’aspect
Le cœur rouge du hêtre, la lunure (double aubier) ou les échauffures peuvent être considérés comme des défauts ou des atouts décoratifs. Cette section enseigne à juger l’impact de ces anomalies sur la valeur commerciale et technique de la pièce.
PARTIE 3 : TRANSFORMATION PRIMAIRE ET VALORISATION INDUSTRIELLE
Cette dernière partie couvre les procédés industriels de conversion de la grume en sciages commerciaux et explore les matériaux dérivés, connectant l’atelier à la réalité du marché du bois en RDC. 🪚🏭
Chapitre 7 : Techniques de débitage des grumes
Le débitage transforme le tronc cylindrique en pièces parallélépipédiques, une opération qui détermine le rendement matière et la stabilité des planches.
7.1. Le débit en plots
Cette méthode simple consiste à scier la bille en tranches parallèles successives, reconstituant l’arbre. L’élève analyse ce procédé qui est rapide et économique mais produit des planches hétérogènes mélangeant dosse et quartier, nécessitant un tri ultérieur.
7.2. Le débit sur dosse
Le sciage tangentiel aux cernes de croissance produit des planches au veinage flammé décoratif. L’apprenant comprend que ces débits, bien que visuellement attrayants pour les panneaux, sont sujets à un retrait important et au tuilage, limitant leur usage en structure.
7.3. Le débit sur quartier et faux-quartier
En sciant radialement vers le cœur, on obtient des planches au veinage rectiligne (maille) présentant une grande stabilité dimensionnelle et une résistance élevée à l’usure. Ce débit, plus coûteux en raison des pertes et des manipulations, est préconisé pour les menuiseries extérieures et les parquets haut de gamme.
7.4. Déroulage et tranchage
Ces techniques spécifiques produisent des feuilles minces (placages). Le déroulage, utilisé pour les contreplaqués (ex: fromager), consiste à tourner la bille contre un couteau. Le tranchage, utilisé pour les bois précieux (ex: acajou), valorise l’esthétique du grain pour le frisage en ébénisterie.
Chapitre 8 : Classification commerciale et normalisation
La standardisation des sciages facilite les échanges commerciaux et la prescription technique. L’élève se familiarise avec les normes en vigueur sur le marché local et international.
8.1. Dimensions commerciales normalisées
La connaissance des sections standards (voliges, planches, chevrons, madriers, bastings) et des longueurs commerciales permet à l’élève d’établir des devis précis et de limiter les chutes lors de l’élaboration des listes de débit.
8.2. Classement d’aspect et de choix
Le tri des sciages s’effectue selon la présence et la taille des nœuds, des fentes et de l’aubier. L’élève apprend les critères de classement (Premier choix, Deuxième choix, Choix coffrage) qui déterminent le prix et l’utilisation finale du lot de bois.
8.3. Cubage et métrologie des bois
Le calcul du volume des grumes et des débités (en mètres cubes) est une compétence administrative essentielle. L’application des formules géométriques et l’usage des barèmes de cubage permettent de vérifier les factures des fournisseurs et de gérer les stocks d’atelier.
8.4. Stockage et empilage sur chantier
La bonne conservation des bois débités exige un empilage rigoureux sur chantier. L’élève maîtrise les techniques d’empilage horizontal avec épingles alignées verticalement pour assurer une ventilation uniforme, prévenir les déformations et protéger le bois des intempéries et du sol.
Chapitre 9 : Matériaux connexes et dérivés du bois
L’industrie moderne complète le bois massif par des produits dérivés performants qui valorisent les sous-produits et offrent de grandes dimensions surfaciques.
9.1. Les contreplaqués et multiplis
Constitués de plis de placage croisés à angle droit, ces panneaux offrent une stabilité dimensionnelle et une résistance isotrope remarquable. L’élève étudie leurs classes de collage (intérieur, extérieur CTBX) pour les utiliser en agencement ou en construction navale sur le lac Kivu.
9.2. Les panneaux de particules (Agglomérés)
Fabriqués à partir de copeaux pressés et collés, ces panneaux économiques sont la base du mobilier moderne et de bureau. L’importance de traiter les chants et d’utiliser des fixations adaptées est soulignée en raison de leur faible résistance à l’arrachement et à l’humidité.
9.3. Les panneaux de fibres (MDF, HDF, Isorel)
Les panneaux de fibres de densité moyenne (MDF) offrent une texture fine et homogène idéale pour le laquage et l’usinage de moulures. L’élève découvre leurs applications en aménagement intérieur et les précautions à prendre concernant les poussières fines lors de la coupe.
9.4. Le bois lamellé-collé
Cette technique d’assemblage de lamelles de bois massif aboutées et collées permet de franchir de grandes portées et de créer des formes courbes. L’introduction à ce matériau ouvre des perspectives vers la charpente de grande dimension, dépassant les limites naturelles des grumes disponibles.
ANNEXES
A.1. Atlas des essences commerciales de la RDC
Ce document présente des fiches techniques détaillées pour 20 essences majeures (Wenge, Limba, Iroko, Sapelli, Sipo, Afrormosia, etc.), incluant leur nom botanique, leur densité moyenne, leur couleur, leur dureté et leurs usages préférentiels, servant de référence constante pour l’identification en atelier.
A.2. Tableau des caractéristiques physico-mécaniques
Un tableau comparatif regroupant les valeurs de densité, de retrait (tangentiel et radial) et de résistance à la compression des principaux bois utilisés en construction au Congo, permettant à l’élève d’effectuer des choix techniques argumentés.
A.3. Guide de classification visuelle des sciages
Un guide illustré montrant les défauts tolérés pour chaque catégorie de choix (I, II, III) selon les normes locales, aidant l’élève à trier les arrivages de bois et à négocier la qualité avec les scieries.
A.4. Lexique technique et commercial
Un glossaire définissant les termes spécifiques du métier et du commerce du bois (avivés, plots, flache, rive, parement, contre-fil), indispensable pour la rédaction des bons de commande et la compréhension des documents techniques.