Nouveaux traitements des bois indigènes 2005/04.02

Le bois est un matériau de choix qui nécessite, en usage extérieur, des traitements adéquats afin d'optimiser sa durabilité. Cependant, de nouvelles perspectives apparaissent aujourd'hui, tant pour les traitements de surface que pour les traitements de profondeur. Cet article fait le point sur ces innovations potentielles, actuellement à l'étude au CSTC.
Les traitements utilisés de nos jours peuvent être appliqués en surface (dans le cas des espèces possédant une durabilité naturelle suffisante pour l'emploi auquel elles sont destinées) ou en profondeur (pour celles de durabilité moindre). Généralement, ils sont combinés à des finitions de surface, pour des raisons esthétiques, mais également pour améliorer d'autres propriétés telles que la résistance aux UV, par exemple. Ces mêmes finitions permettent aussi de réduire la sensibilité du bois vis-à-vis des variations climatiques et de conserver les performances initiales d'étanchéité à l'air et à l'eau des menuiseries.

L'augmentation des interactions avec de nouveaux produits de finition permettrait d'améliorer encore la durabilité globale des menuiseries extérieures, tout en réduisant le nombre d'opérations successives et en satisfaisant aux nouvelles contraintes environnementales.

1. Traitements de surface et finitions : des interactions à développer

Actuellement, les revêtements organiques tels que les finitions transparentes (lasures) et couvrantes (peintures) constituent les moyens les plus utilisés pour protéger la surface du bois. Cependant, la durabilité de ces systèmes reste limitée, ce qui contraint à un entretien régulier des menuiseries extérieures. Une durée de vie allongée des finitions de manière à conserver leur intégrité et leurs propriétés esthétiques sur un plus long laps de temps constituerait donc une innovation importante pour le secteur.

Afin d'atteindre cet objectif, il faut agir sur les différents composants du système, c'est-à-dire le bois (en surface), la finition et l'interface bois-finition. Le projet Durabois, mis en place par le CSTC et le CoRI (Coatings Research Institute), vise à développer de nouveaux traitements de surface pour améliorer la longévité de la finition des menuiseries extérieures peintes (diminution de la fréquence d'entretien). Comparativement aux méthodes traditionnelles, ces nouveaux traitements devront être plus respectueux de l'environnement et de la santé de l'applicateur. Ils devront en outre être compatibles avec des finitions à base d'eau contenant un minimum de biocides. Depuis quelques années, les exigences environnementales obligent en effet l'industrie des peintures à repenser ses formulations et à opter pour des solutions moins polluantes.

Ces nouveaux traitements de surface sont développés spécialement pour améliorer la durabilité des systèmes de finition appliqués sur des bois indigènes (douglas, mélèze, ...) et leur permettre ainsi de se repositionner face aux bois tropicaux utilisés en menuiserie extérieure.

Traitements de surface innovateurs étudiés

Une solution technologiquement innovatrice pour la protection superficielle du bois consiste à utiliser la réactivité de la cellulose pour former des liaisons covalentes (*) avec des primaires réactifs. Ces traitements chimiques visent essentiellement à optimiser l'équilibre entre le caractère hydrophobe et la 'mouillabilité' du support bois. Une surface rendue plus hydrophobe est moins sensible aux variations climatiques et donc plus stable dimensionnellement. Une meilleure mouillabilité du support en bois permettrait, quant à elle, d'améliorer l'adhérence de la finition.

En ce qui concerne les traitements physiques, la technologie du plasma pourrait également être transposée au domaine du bois. En effet, cette technique est régulièrement employée dans l'industrie du textile et du plastique en vue d'améliorer la mouillabilité des supports. Le plasma est un gaz dont les molécules sont rompues afin d'augmenter leur réactivité. Celles-ci vont agir sur le bois pour former, à sa surface, des groupements chimiques qui faciliteront l'adhérence des finitions.

Enfin, une autre possibilité concerne le traitement d'ionisation, actuellement utilisé dans de multiples domaines : stérilisation du matériel médical et pharmaceutique, dépolymérisation de la cellulose, traitement des eaux usées, ... Ce procédé consiste à soumettre un produit à des rayonnements dans le but de préserver ou d'améliorer certaines de ses caractéristiques. Différents essais seront réalisés pour déterminer l'influence de ce traitement sur l'adhérence des finitions

2. Nouveaux types de traitement en profondeur : les bois dits 'modifiés'

Ces dernières années, de nombreuses techniques ont été mises au point afin d'améliorer 'artificiellement' deux propriétés essentielles du bois utilisé à l'extérieur, à savoir la stabilité dimensionnelle et la durabilité naturelle.

Parallèlement au projet Durabois, le CSTC va étudier la compatibilité des bois ainsi modifiés avec des systèmes de finition respectueux de l'environnement. L'évaluation portera sur trois types de traitements commercialisés :
  • traitement thermique : le bois est porté à une température comprise entre 170 et 250 °C dans des conditions adaptées de manière à éviter sa combustion. Ce traitement engendre des phénomènes complexes, dont la modification de la structure interne du bois, réduisant le caractère hydrophile du matériau par la réticulation de ses constituants
  • traitement à l'alcool furfurylique : celui-ci consiste à immerger le bois dans des substances végétales (alcool furfurylé). La réaction chimique de ces dernières avec les groupements hydroxyles de la cellulose modifie la structure cellulaire du bois et améliore ainsi ses propriétés physiques, mécaniques et sa durabilité, sans apport d'agents toxiques
  • traitement thermique à l'huile : le bois est immergé dans une cuve contenant un mélange d'huile chauffé entre 60 et 150 °C. L'huile pénètre dans le bois et remplace l'eau sur une profondeur de 2 à 3 mm. Les substances hydrophobes présentes en surface constituent une barrière physique contre les échanges d'humidité et les agents pathogènes.
Ces techniques seront évaluées et comparées au cours de la recherche Durabois, notamment par le biais d'un site de vieillissement naturel créé à cet effet à Limelette et comportant un total de 600 éprouvettes.



(*)Il s'agit de la liaison de deux atomes dans une molécule, par mise en commun d'électrons provenant de chacun des deux atomes.

S. Charron, ir.
chercheur du laboratoire 'Matériaux de gros œuvre et de parachèvement'
CSTC

F. de Barquin, ir.
chef de la division 'Matériaux'
CSTC