Douglas fir; Growth rate; Physical properties; mechanical properties
Résumé :
[en] To quantify the impact of forest management and tree growth rate on the potential uses of Douglas-fir wood, nine physico-mechanical properties were studied on more than 1250 standardized clear specimens. These were collected from trees cut in 11 even-aged stands (6 trees/stand) located in Wallonia (Southern Belgium). Stands were 40 to 69 years old and the mean tree girth was ca. 150 cm. The mean ring width of the 66 trees ranged from 3 to more than 7 mm. Statistical analysis evidenced significant but weak effects of ring width. So, mean ring width and cambial age of the specimens considered jointly only explain 28 to 40% of the variability of the properties studied. From a purely technological standpoint, maintaining mean ring width under 4 mm/year in juvenile wood and 6 mm/year in mature wood should allow all potential uses of Douglas-fir wood. Our results and the literature demonstrate, however, the importance of genetic selection as a complement of silvicultural measures to improve or guarantee the technological properties of Douglas-fir wood. [fr] Afin de quantifier l’impact des modalités de gestion sylvicole, et donc de la vitesse de croissance des arbres sur les potentialités d’usage du Douglas, neuf propriétés physico-mécaniques ont été mesurées sur plus de 1250 éprouvettes standardisées. Celles-ci sont issues d’arbres prélevés dans 11 peuplements équiennes (six arbres/peuplement) situés en Wallonie (sud de la Belgique). L’âge des peuplements varie de 40 à 69 ans, tandis que la circonférence moyenne des arbres avoisine 150 cm. La largeur moyenne des cernes des 66 arbres varie ainsi de 3 à plus de 7 mm. Les analyses statistiques ont montré des effets significatifs mais faibles de la largeur des cernes sur les propriétés étudiées. Considérés ensemble, la largeur des cernes et l’âge cambial des éprouvettes n’expliquent que 28 à 40 % de la variabilité des propriétés étudiées. D’autre part, lorsque la largeur des cernes augmente, ces propriétés diminuent davantage dans le bois juvénile que dans le bois mature. D’un point de vue technologique, limiter la largeur moyenne des cernes à 4 et 6 mm, respectivement, dans le bois juvénile et mature, permet de maintenir les meilleures potentialités d’usages du bois. Cependant, étant donné que la densité apparait comme le principal déterminant des propriétés mécaniques, nos résultats et la littérature corroborent l’importance de la sélection génétique en complément de la gestion sylvicole en vue d’améliorer ou de garantir les propriétés technologiques du bois de Douglas.
AFNOR. 1985b. NF B51-013. Bois. Détermination de la dureté Monnin. AFNOR, Paris.
AFNOR. 2013. NF B52-001. Règles d’utilisation du bois dans la construction -Classement visuel pour l’emploi en structures des bois sciés français résineux et feuillus - Partie 1 : bois massif. AFNOR, Paris.
Akhter, S., and Hale, M.D.C. 2002. Variation in natural durability of British grown Douglas fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco). Part I: Effect of density and growth rate. In Proceedings of the 33rd Annual Meeting of the International Research Group on Wood Preservation (IRG), Cardiff, Wales, 12-17 May 2002. IRG/WP 02-10445.
Alderweireld, M., Burnay, F., Pitchugin, M., and Lecomte, H. 2015. Inventaire Forestier Wallon. Résultats 1994-2012. SPW, DGO3, DNF, Direction des Ressources forestières, Jambes.
Barrett, J.D., and Kellogg, R.M. 1991. Bending strength and stiffness of secondgrowth Douglas-fir dimension lumber. For. Prod. J. 41(10): 35-43.
Bawcombe, J.M. 2012. A study of Douglas-fir anatomical and mechanical properties and their interactions. Ph.D. thesis, University of Bath, U.K.
Benoit, Y. 2008. Le guide des essences de bois; 74 essences, les choisir, les connaitre, les utiliser. FCBA, Eyrolles.
Blohm, J.-H. 2015. Holzqualität und Eigenschaften des juvenilen und adulten Holzes der Douglasie (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) aus süddeutschen Anbaugebieten. Ph.D. thesis, University of Hamburg, Germany.
Blohm, J.-H., Evans, R., Koch, G., and Schmitt, U. 2016. Identification and characterisation of Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) juvenile and adult wood grown in southern Germany. Drewno, 59(197): 41-47.
Bureau de Normalisation (NBN). 2009. B16-520. Visual strength grading of structural timber with rectangular cross section. Bureau de Normalisation, Bruxelles.
Charron, S., Jourez, B., Marchal, M., and Hébert, J. 2003. Etude comparative des caractéristiques physiques et mécaniques du bois des mélèzes d’Europe (Larix decidua Mill.), du Japon (Larix kaempferi (Lambert) Carr.) et de leur hybride (Larix × eurolepis Henry). Biotechnol., Agron., Soc. Environ. 1: 5-16.
Collardet, J., and Besset, J. 1988. Les bois commerciaux et leurs utilisations. Tome II : feuillus des zones tempérées. H. Vial et CTBA, Dourdan (France).
Centre Technique du Bois et de l’Ameublement (CTBA). 1986. Le Douglas. Centre Technique du Bois et de l’Ameublement (CTBA), Paris, Cahier 128.
Dedeckel, A. 1994. Variabilité de la densité du bois de Douglas (Pseudotsuga menziesii (MIRB.) Franco.). DEA Sciences du bois. INRA- ENGREF.
Drewett, T. 2015. The growth and quality of UK-grown Douglas fir. Ph.D. thesis, Edinburgh Napier University, U.K.
Erickson, H.D., and Harrison, A.T. 1974. Douglas-fir wood quality studies. Part I: Effects of age and stimulated growth on wood density and anatomy. Wood Sci. Technol. 8: 207-226. doi:10.1007/BF00352024.
Geldreich, P. 1981. Etude comparée des performances de croissance et de la qualité du bois du douglas et du mélèze dans diverses stations d’Alsace. Mémoire de 3ème année de l’Ecole nationale des ingénieurs des travaux des Eaux et Forêts. Institut pour le Développement Forestier, Paris.
Hébert, J., Herman, M., and Jourez, B. 2002. Sylviculture et qualité du bois de l’épicéa en région wallonne. Forêt Wallonne asbl, Belgique.
Hong, S., and Morrell, J.J. 1997. Treatability of Douglas fir heartwood with ACZA or CCA: effect of site, silvicultural practice, and wood properties. For. Prod. J. 47(10): 51-55.
International Organization for Standardization (ISO). 1975a. ISO 3133. Bois. Détermination de la résistance a` la flexion statique. Organisation Internationale de Normalisation.
International Organization for Standardization (ISO). 1975b. ISO 3348. Bois. Détermination de la résilience en flexion. Organisation Internationale de Normalisation.
International Organization for Standardization (ISO). 1975c. ISO 3349. Bois. Détermination du module d’élasticité en flexion statique. Organisation Internationale de Normalisation.
International Organization for Standardization (ISO). 1981. ISO 4469. Bois. Détermination des retraits radial et tangentiel. Organisation Internationale de Normalisation.
International Organization for Standardization (ISO). 1982. ISO 4858. Bois. Détermination du retrait volumique. Organisation Internationale de Normalisation.
Jourez, B., and Leclercq, A. 1994. Modelling Young’s modulus on small clear specimens in relation to silvicultural treatment. EEC Forest Project: Silvicultural control and no destructive assessment of timber quality in plantation grown Spruces and Douglas-fir. http://hdl.handle.net/2268/161366.
Jozsa, L.A., and Middleton, G.R. 1994. A discussion of wood quality attributes and their pratical implications. Forintek Canada Corp. Western Laboratory, Vancouver, B.C., SP-34.
Kennedy, R.W. 1995. Coniferous wood quality in the future: concerns and strategies. Wood Sci. Technol. 29: 321-338. doi:10.1007/BF00202581.
Kollmann, F. 1951. Technologie des Holzes und der Holzwerkstoffe. 2nd ed. Springer-Verlag, Berlin.
Lachenbruch, B., Johnson, G.R., Downes, G.M., and Evans, R. 2010. Relationships of density, microfibril angle, and sound velocity with stiffness and strength in mature wood of Douglas-fir. Can. J. For. Res. 40: 55-64. doi:10.1139/X09-174.
Lauseberg, M.J.F., Cown, D.J., McConchie, D.L., and Skipwith, J.H. 1995. Variation in some wood properties of Pseudotsuga menziesii provenances grown in New Zealand. N.Z. J. For. Sci. 25(2): 133-146.
Leban, J.M., and Mothe, F. 1996. La qualité du bois de douglas. Forêt Entreprise, 108: 22-25.
Megraw, R.A. 1986. Douglas-fir wood properties. In Douglas-fir: stand management for the future. Edited by C.D.O. Oliver, D.P. Hanley, and J.A. Johnson. Institute of Forest Resources, University of Washington, Seattle, Wash. pp. 81-96.
Melin, N. 1984. Influence de la vitesse de croissance sur la qualité du bois de douglas - nouvelles observations sur les fissures internes du Douglas. Mémoire de 3ème année, Ecole Nationale des Ingénieurs des Travaux des Eaux et Forêts.
Melin, N., and Riou-Nivert, P. 1985. La qualité du douglas dépend-elle de la sylviculture? Forêt Entreprise, 32: 18-24.
Nepveu, G., and Blachon, J.-L. 1989. Largeur de cerne et aptitude a` l’usage en structure de quelques conifères : Douglas, pin sylvestre, pin maritime, épicéa de Sitka, épicéa commun, sapin pectiné. Rev. For. Fr. XLI(6): 497-506. doi:10.4267/2042/26001.
Perin, J., Hébert, J., Lejeune, P., and Claessens, H. 2016. De nouvelles normes sylvicoles pour les futaies pures équiennes d’épicéa et de douglas en appui a`la gestion de la forêt publique en Wallonie. Forêt Nature, 139: 57-67.
Perin, J., Claessens, H., Lejeune, P., Brostaux, Y., and Hébert, J. 2017. Distanceindependent tree basal area growth models for Norway spruce, Douglas-fir and Japanese larch in Southern Belgium. Eur. J. For. Res. 136(2): 193-204. doi:10.1007/s10342-016-1019-y.
Rijsdijk, J.F., and Laming, P.B. 1994. Physical and related properties of 145 timbers, information for practice. TNO Building and Construction Research, Centre for Timber Research. Kluwer Academic, Dordrecht, Boston, London.
Rozenberg, P., Franc, A., Mamdy, C., Launay, J., Schermann, N., and Bastien, J.-C. 1999. Genetic control of stiffness of standing Douglas fir; from the standing stem to the standardised wood sample, relationships between modulus of elasticity and wood density parameters. Part II. Ann. For. Sci. 56(2): 145-154. doi:10.1051/forest:19990206.
Rozenberg, P., Franc, A., Bastien, C., and Cahalan, C. 2001. Improving models of wood density by including genetic effects: a case study in Douglas-fir. Ann. For. Sci. 58: 385-394. doi:10.1051/forest:2001132.
Todaro, L., and Macchioni, N. 2011. Wood properties of young Douglas-fir in Southern Italy: results over a 12-year post-thinning period. Eur. J. For. Res. 130: 251-261. doi:10.1007/s10342-010-0425-9.
Vikram, V., Cherry, M.L., Briggs, D., Cress, D.W., Evans, R., and Howe, G.T. 2011. Stiffness of Douglas-fir lumber: effects of wood properties and genetics. Can. J. For. Res. 41: 1160-1173. doi:10.1139/x11-039.
Wellwood, R.W., and Smith, J.G. 1962. Variation in some important qualities of wood from young Douglas-fir and hemlock trees. University of British Columbia, Vancouver, B.C., Canada, Res. Pap. 50.
Winandy, J.E., and Morrell, J.J. 1993. Relationship between incipient decay, strength and chemical composition of Douglas-fir heartwood. Wood Fiber Sci. 25(3): 278-288.
Zhang, S.Y. 1995. Effect of growth rate on wood specific gravity and selected mechanical properties in individual species from distinct wood categories. Wood Sci. Technol. 29(6): 451-465. doi:10.1007/BF00194204.
Zobel, B.J., and van Buijtenen, J.P. 1989. Wood variations: its causes and control. Springer-Verlag, Berlin, Germany. doi:10.1007/978-3-642-74069-5.
