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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 49, Number 5, 1992
Page(s) 425 - 447
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:19920501
Ann. For. Sci. 49 (1992) 425-447
DOI: 10.1051/forest:19920501

Modifications de la couleur du bois d'Abies grandis exposé à la lumière solaire

O Dirckxa, MC Triboulot-Trouyb, A Merlinb and X Degliseb

a  Société Dexter, 71700 Tournus
b  ESSTIB, université de Nancy I, laboratoire de photochimie appliquée, BP 239, 54506 Vandoeuvre-Lès-Nancy Cedex, France

Résumé - Le principal effet du rayonnement solaire sur le bois d'Abies grandis est une modification de sa couleur. On peut quantifier cette modification grâce au système CIE-LAB mais pour comprendre ce phénomène, une analyse de l'évolution des spectres d'absorption infrarouge et UV-visible est nécessaire. Les bandes d'absorption infrarouge ont pu être attribuées aux groupements chimiques présents en surface du bois. On note en cours d'irradiation, une diminution des groupements hydroxyles, une augmentation des groupements carbonyles et une désaromatisation. La lignine présente les mêmes évolutions de bandes que le bois d'Abies grandis. Ces évolutions sont sensibles à la présence d'oxygène. Les modifications dues au rayonnement ultraviolet sont plus importantes que celles produites par la lumière visible. L'observation des spectres UV-visible permet de suivre le jaunissement du bois d'Abies grandis. En début d'irradiation, la vitesse de jaunissement semble indépendante de l'atmosphère gazeuse. Le jaunissement est surtout imputable aux longueurs d'onde du domaine ultraviolet. Les modifications de couleur induites par l'exposition au rayonnement sont attribuées à la photodégradation de la lignine. L'absorption, directe ou indirecte, de l'énergie lumineuse par la lignine entraînerait la formation d'un radical gaiacoxy coloré qui produirait des dérivés quinoniques colorés en présence d'oxygène ou des produits incolores en absence d'oxygène.


Abstract - Wood photodiscolouration of Abies grandis under solar light exposure. In the present study, the effect of the solar-type irradiation was investigated by focusing mainly on fir (Abies grandis) discolouration. The CIE-LAB system was used for colour change measurements (table II, fig 3) and spectrometric methods such as infrared (IR) and ultraviolet visible (UV), were utilized to determine the mechanism. All the IR absorption bands were assigned to the different chemical groups of the wood surface (table IV). The absorption changes occurring during the solar-type exposure showed a decrease in the hydroxyl groups, an increase in the carbonyls and also desaromatization (table VII, fig 8). These changes were oxygen-dependent (fig 9). By cutting the UV or visible light emitted by the lamp with filters, it was possible to show that UV wavelengths were more important in the IR spectral modification (fig 10). Also, lignin photodegradation was similar in spectral evolution to fir degradation under solar-type irradiation. UV-visible spectroscopy was used to characterize the evolution of yellowing in fir, mainly due to the UV wavelengths (fig 13). At the beginning of light exposure, the yellowing rate seemed to be independent of the gaseous atmosphere. Lignin seemed to be responsible for the light absorption of wood and for discolouration (fig 15), and the main source of radicals. These gaiacoxy radicals appear to form coloured quinonoid structures with oxygen, and colourless products without it (fig 19).


Key words: Abies grandis / lignin / photodiscolouration / FTIR absorption spectrocopy / UV and visible spectroscopy

Mots clés : Abies grandis / lignine / couleur / spectroscopie / photodégradation