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Nouveaux matériaux basés sur le traitement
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Traitement chimique et thermique du bois, Ph. Gérardin

  • 1. Nouveaux matériaux basés sur le traitement thermique ou chimique du bois Utilisation des écomatériaux dans la construction, avancées et perspectives en Grande Région Ulg Campus d’Arlon, Vendredi 23 mai 2014 Philippe GERARDIN
  • 2. Laboratoire crée en 1993 2 localisations principales - Faculté des Sciences et Technologies, Campus Victor Grignard, Vandoeuvre - École Nationale Supérieure des Technologies et Industries du Bois (ENSTIB), Campus Fibres, Epinal Présentation (ENSTIB), Campus Fibres, Epinal De façon plus ponctuelle à l’IUT de Longwy FST ENSTIB
  • 3. MECANIQUE GENIE CIVIL Discipline Utilisations ENERGIE Approches pluridisciplinaires multi-échelles et multi-physiques Å µm mm cm dm m Liaison chimique Épaisseur des parois 1-5µm Ø Trachéides 20-40 µm Longueur des trachéides 3-4 mm Cernes annuels Structure bois GENIE DES PROCEDES BIOLOGIE PHYSIQUECHIMIE Propriétés de base Traitements ENERGIE Transformations
  • 4. • Une ressource renouvelable • Un matériau à faible impact environnemental Le Bois • Un rôle primordial dans l’aménagement du territoire • Des perspectives importantes de développement • Un secteur économique important •capable de stocker le CO2
  • 5. Un matériau d’ingénierie • Contextuel, économique, esthétique • Porteur de cohérences techniques et structurelles • Styles et écritures variés• Styles et écritures variés • Léger, isolant, résistant au feu • Haute qualité environnementale • Grande diversité dans la nature et le choix des essences
  • 6. ! Agents biotiques micro-organismes ! Agents abiotiques humidité rayonnement U.V température… Durabilité pas toujours suffisante micro-organismes insectes mollusques marins… Protection nécessaire pour accroître sa durée de vie
  • 7. Techniques classiques de préservation - Recours à différents produits préservation - Traitements préventifs ou curatifs - Différents procédés d’imprégnation
  • 8. Contexte nouveau - Prise de conscience collective pour la protection de l’environnement - Gestion durable des ressources naturelles - Mise en place de législations destinées à protéger l’environnement (Directive Biocide, Loi sur l'air et l'utilisation rationnelle de l'énergie, REACH…) " Opportunités pour le développement de nouveaux matériaux issus de méthodes « non biocides »
  • 9. Cellulose Hémicelluloses CONSTITUANTS # $ % Hémicelluloses lignine ExtractiblesStructure du bois MODIFICATION THERMIQUE Modification des constituants du bois sous l’effet de la chaleur MODIFICATION CHIMIQUE Modification de la structure des constituants du bois avec différents réactifs
  • 10. TRAITEMENT THERMIQUE Principe : effectuer une dégradation contrôlée des constituants du bois en effectuant une pyrolyse douce pour des températures comprises entre 180 et 220°C.et 220°C. Différents procédés faisant appels à des systèmes de chauffage différents (convexion ou conduction) et à différentes atmosphères inertes (vapeur d’eau, azote, vide, gaz de combustion…)
  • 11. TRAITEMENT THERMIQUE Avantages amélioration de la durabilité aux agents de pourritures amélioration de la stabilité dimensionnelle matériau moins hydrophile et plus hydrophobe couleur Inconvénients couleur affaiblissement mécaniques durabilité aux insectes reproductibilité du procédé couleur
  • 12. Un exemple: le procédé Thermowood
  • 14. TRAITEMENT CHIMIQUE De nombreux procédés ont été décrits dans la littérature, parmi lesquels seuls quelques uns ont conduits à un développement industriel. Acetylation du bois Furfurylation du bois
  • 16. Acetylation Meilleure stabilité dimensionnelle Résistant aux UV, aux insectes et aux champignons Pas de diminution des propriétés mécaniques
  • 18. Furfurylation traitement réalisé par imprégnation d’alcool furfurylique dérivé du furfural, sous-produits agricoles obtenus à partir des pentoses, suivi d’une polymérisation à chaud
  • 19. -Augmentation de la stabilité dimensionnelle -Augmentation de la dureté Propriétés - Augmentation de la durabilité - Augmentation de la résistance aux termites -Augmentation de la résistance aux organismes marins - Peu toxique pour l’environnement - Esthétique : apparence similaire à celle des bois tropicaux
  • 21. Perspectives Utilisation et des parts de marché croissantes Produits encore en phase de développement Communiquer, informer Consommateur, artisans, maîtres d’œuvre, architectes Promouvoir l’utilisation de ces nouveaux matériaux
  • 22. Merci de votre attention