Les fibres végétales sont sensibles à l’eau. Quelle soit sous forme gaz, comme la vapeur contenue dans l’air, ou liquide, comme les gouttes de pluie, l’eau peut être à l’origine de leur gonflement. Et inversement lors de leur séchage, les fibres végétales se rétractent. Ces mouvements de matière, dus successivement à la forte présence d’eau ou à son absence progressive, conduisent tantôt à des déformations, souvent réversibles, tantôt à de la fissuration, irréversible.

De l’eau est reversée sur une feuille de papier et aussitôt celui-ci gondole. Ces ondulations sont dues à l’allongement du papier mouillé. Ce phénomène est encore plus visible sur une feuille dont le bas est trempé dans l’eau. Pour compenser les différences de longueur, des ondulations naissent à la frontière entre la partie sèche et la partie mouillée. Deux bandes papiers, découpées dans la largeur de la feuille et initialement de la même taille, peuvent rendre visible de manière quantitative l’allongement du papier mouillé à l’origine de ces ondulations. Il suffit pour cela de prendre une des deux bandes, de la tremper dans l’eau puis de disposer côte à côte la bande sèche et la bande mouillée. Libre de toute contrainte, la bande mouillée gonfle et s’allonge, dépassant de manière franche la bande sèche. Bien qu’elles n’y soient pas toutes sensibles dans les mêmes proportions, ce phénomène de gonflement au contact de l’eau, assez spectaculaire dans le cas du papier, est commun à toutes les fibres végétales.

Enroulement du papier

Déposé à la surface de l’eau, un carré de papier calque s’enroule. La face inférieure, au contact de l’eau, gonfle avant que la face supérieure ne soit mouillée. La face inférieure s’allonge. Pour compenser cette différence de longueur entre les deux faces, le carré s’enroule. Cet enroulement est temporaire : le papier calque continue d’absorber de l’eau, si bien que la face supérieure gonfle à son tour. Le papier coule et se déroule jusqu’à ce que les deux faces retrouvent la même longueur. Lors de la fabrication du papier, les fibres du papier s’orientent globalement toutes dans la même direction : elles sont alignée avec le grand côté de la feuille. Or Les fibres du papier gonflent davantage dans le sens transversal, très peu dans le sens longitudinal. À l’échelle de la feuille de papier calque, le gonflement des fibres se traduit donc par un allongement de la largeur de la feuille. Quelle que soit la forme et la position dans la feuille de la bande de papier découpée, l’enroulement s’effectue toujours autour de l’axe correspondant au sens des fibres.

Gonflement du bois

En présence d’eau le bois peut s’allonger de la même façon que le papier. Le gonflement du bois, conséquent à l’absorption d’eau, est bien visible avec une planche découpée au cœur de l’arbre. La moitié supérieure de la planche est plongée dans l’eau pendant plusieurs jours. Lorsqu’elle en ressort, gorgée d’eau, elle s’est allongée.

Le gonflement du bois est également visible avec des bandelettes de bois de placage dont une face est mouillée. Cette dernière gonfle et s’allonge. Pour compenser ces différences de longueur la bande s’enroule autour de la face sèche. En jouant avec le sens des fibres et la forme de découpe des pièces de placage, l’enroulement du bois prend des allures très variées.

Déformation ou rupture ?

Le papier et le bois, sous forme de bande ou de planche ont un comportement proche face à l’humidité. Voyons ce qu’il se passe à l’échelle d’une tranche de tronc d’arbre fraîchement scié, épaisse de plusieurs centimètres. En séchant à l’air ambiant, le bois se rétracte. Le bois vert est en effet très humide. Une fois scié, une bonne partie de l’eau qu’il contient peut s’évaporer. Cette perte d’eau entraine un rétrécissement du bois : la matière qui le constitue se rétracte. Ce retrait est si important que, dans bien des cas, une large fissure s’ouvre dans cette tranche de tronc. Le retrait dû au séchage introduit dans le bois de nombreuses contraintes. Le retrait du bois n’est en effet pas homogène : il est davantage marqué suivant l’axe transversal de l’arbre, c’est-à-dire suivant la direction tangente aux cernes de croissance. En d’autres termes, la circonférence se déforme deux fois plus que son rayon : pour compenser ces différences de retrait, une large fissure s’ouvre de l’écorce jusqu’au cœur.

Étonnamment, une autre tranche de bois vert, de diamètre similaire mais de seulement deux millimètres d’épaisseur, plutôt que de fissurer, se déforme en séchant. La fine tranche de bois prend une forme de coupelle dont le bord ondule au grès des particularités de l’arbre. Cette tranche d’arbre est fine et ne fissure pas.