Qu’est ce qu ‘un Bois modifié thermiquement ?

La modification thermique du bois consiste à chauffer le matériau plusieurs heures à haute température. Ce traitement confère au bois de nouvelles propriétés chimiques et mécaniques, en particulier une meilleure résistance aux pourritures. Mais ces propriétés diffèrent selon les modalités du traitement : il est donc indispensable de contrôler la qualité des bois traités.

Le Cirad et ses partenaires ont mené une vaste étude bibliographique sur les méthodes d’analyse de la qualité des bois modifiés thermiquement, leurs avantages, leurs inconvénients et, surtout, leur possibilité d’installation chez les industriels.

Utilisée depuis le début des années 1990, la modification thermique du bois consiste à chauffer le matériau pendant plusieurs heures à des températures élevées. Ce traitement, qui a peu d’impact sur l’environnement, est en quelque sorte une pyrolyse partielle du bois effectuée sous atmosphère contrôlée, en l’absence d’oxygène et sans ajout de produits chimiques.

Plusieurs techniques de traitement sont aujourd’hui employées par les industriels et la qualité des bois traités à haute température peut différer d’un fabricant à l’autre. Les chercheurs du Cirad et leurs partenaires ont mené une vaste étude bibliographique sur les méthodes d’analyse de la qualité des bois modifiés thermiquement pour identifier celles qui sont le mieux à même de répondre aux besoins des industriels et des consommateurs.

Stabilité dimensionnelle et résistance aux pourritures

Le chauffage du bois à haute température engendre une dégradation thermique des principaux polymères qui le constituent, tels que la cellulose, les hémicelluloses et la lignine.

Cette dégradation thermique se traduit par une modification de la composition chimique et de la structure du bois, qui lui confère de nouvelles propriétés physiques et mécaniques. Elle augmente sa stabilité dimensionnelle, qui devient peu sensible aux variations d’humidité, et améliore sa résistance aux attaques des champignons de pourritures. En revanche, elle affaiblit ses propriétés mécaniques.

S’il existe différentes techniques de modification thermique du bois, elles comprennent toutes trois phases : le séchage entre 100 °C et 130 °C, qui assure l’évaporation de l’humidité contenue dans le bois ; le traitement thermique proprement dit, entre 180 °C et 250 °C, pendant deux à quatre heures, en fonction des procédés utilisés ; le refroidissement progressif du bois avec, pour certains procédés, son humidification.

Contrôler la qualité des bois traités avant leur commercialisation

Le degré de modification du matériau est fonction de l’intensité du traitement, laquelle dépend de la température et de la durée du procédé. A cette variabilité engendrée par le traitement vient s’ajouter la variabilité du bois naturel, dont les propriétés varient selon les essences et les produits, finis ou non, qui en sont issus.

Les propriétés des bois traités peuvent donc être très différentes d’une entreprise à l’autre, en fonction de la technique et des essences utilisées, voire au sein d’une même entreprise, selon l’hétérogénéité du flux de chaleur dans un même lot de bois.

D’où la nécessité de contrôler la qualité des bois traités avant leur commercialisation. C’est une étape indispensable pour les industriels : elle leur permet de connaître les propriétés de leurs produits, d’assurer un suivi de qualité dans leurs usines.

Des méthodes analytiques adaptées au contexte industriel

Les chercheurs ont recensé plusieurs méthodes analytiques, non ou peu destructives, comme la spectroscopie, la thermogravimétrie, les analyses chimiques et les essais mécaniques, qui permettent d’établir des corrélations entre les paramètres des procédés industriels et la durabilité face aux champignons de pourritures des bois traités.

Ils en ont analysé les avantages et les inconvénients, en termes d’investissement, de fiabilité et de précision des résultats, mais aussi de facilité d’utilisation à l’échelle industrielle.

Ils ont ainsi identifié les méthodes les mieux adaptées dans ce contexte. Elles peuvent être mises en œuvre par les industriels, en fonction de leurs besoins et de leurs capacités d’investissement, pour déterminer rapidement la qualité de traitement de chaque pièce de bois commercialisée.

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