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Profils de propriétés du bois améliorés pour les ouvrages en bois

 

Le bois présente bien des propriétés utiles mais il est peu fiable pour bon nombre d’applications. Ce projet portait sur des méthodes novatrices de modification/fonctionnalisation améliorant les propriétés du bois et lui en conférant de nouvelles, par la chimie des polymères et la nanotechnologie.

Description du projet (projet de recherche terminé)

Pour améliorer la qualité des produits en bois, les chercheurs de ce projet ont étudié les possibilités d’application technologique des optimisations des matériaux existant dans la nature (bionique). Pour cela, ils ont fait appel aux procédés nanotechnologiques, à la chimie des polymères et à la modélisation multi-échelle. La polymérisation in situ servant à la modification chimique du bois et l’application industrielle des processus étaient au centre des travaux. Une modélisation des propriétés des matériaux modifiés est venue compléter les expériences en laboratoire afin de pouvoir créer à l’avenir de nouveaux profils de propriétés.

Contexte

En tant que matériaux de construction, le bois présente l’avantage d’être relativement léger, facile à transformer, et doté de bonnes propriétés mécaniques. Toutefois, il gonfle et se rétracte, possède une durée de vie moyenne et une grande inflammabilité.

Objectif

L’objectif du projet consistait à accroître la fiabilité du bois comme matériau de construction. Les chercheurs ont essayé de modifier les parois cellulaires du bois afin qu’elles absorbent moins d’eau. Ainsi traité, le bois gonflerait et se rétracterait moins, et serait plus durable. Les chercheurs ont en outre modélisé les modifications des parois cellulaires et des surfaces des fibres à l’échelle nano- et micrométrique afin de déterminer les paramètres décisifs des profils de propriétés et d’optimiser diverses étapes du processus.

Importance

Les polymérisations in situ de la structure du bois ainsi établies débouchent sur de nouvelles opportunités quant au développement de matériaux fonctionnels à base de bois. Des modifications ciblées des placages pour améliorer le profil de propriétés présentent un intérêt pratique, notamment pour des applications dans les matériaux de décoration d’intérieur utilisés dans les voitures, les yachts ou les avions. Les résultats de ce projet devraient permettre de rendre le bois plus fiable et d’élargir l’éventail de son utilisation dans la construction. D’une manière générale, le bois comme ressource renouvelable pourrait ainsi gagner en importance économique.

Résultats

Les polymérisations in situ améliorent la stabilité dimensionnelle du bois. Grâce à la modularité de l’approche, il est possible de rendre le bois réactif aux variations de température et donc de modifier son hygroscopicité (absorption de l’humidité) de manière ciblée. Les modifications destinées au traitement de placages ont pu être appliquées grâce à un réacteur expérimental, ce qui a permis d’analyser les propriétés des placages. Un système hiérarchique à plusieurs échelles avec méthodes génériques de modification pour le bois d’épicéa a en outre été mis en œuvre et testé. Les modifications les plus nettes des propriétés mécaniques se révèlent dans une première étude des paramètres pour les composantes de poussée.

Titre original

Improved wood materials for structures

Responsables du projet

  • Prof. Ingo Burgert, Institut für Baustoffe, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich
  • Prof. Emanuela Del Gado, Institut für Baustoffe, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich

 

 

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 Contact

Prof. Ingo Burgert Institute for Building Materials
ETH Zurich
Schafmattstr. 6 8093 Zürich +41 44 633 77 73 iburgert@ethz.ch