Le document traite des nouveaux matériaux issus du traitement thermique et chimique du bois, mettant en avant leur utilisation dans la construction comme des écomatériaux durables et à faible impact environnemental. Il souligne les opportunités de développement de techniques de préservation et de modification des propriétés du bois pour améliorer sa durabilité et sa résistance aux agents biologiques. Enfin, il aborde les perspectives de marché et l'importance de la communication autour de ces innovations pour les différents acteurs du secteur.

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

13. Quelques exemples
d’applications

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

15. Acetylation

16. Acetylation
Meilleure stabilité dimensionnelle
Résistant aux UV, aux insectes et aux champignons
Pas de diminution des propriétés mécaniques

17. Quelques exemples
d’applications

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

20. Quelques exemples
d’applications

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