Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Le traitement thermique du bois permet d’augmenter sa stabilité dimensionnelle et sa durabilité. Cet article fait le point sur le procédé de rétification qui a vu le jour en France en 1986 et généré une petite filière de production, réduite à un seul producteur en 2016. Il retrace la mise au point du procédé au laboratoire, en particulier la maîtrise de l’atmosphère, point crucial du traitement, et les choix effectués pour son industrialisation. Le temps et la température du traitement ont des effets complexes sur les propriétés d’usage du bois rétifié, qui sont quantifiées, illustrées et commentées.
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Thermal treatment lends wood dimensional stability and durability. This article describes retification, a process introduced in 1986 and then exploited in France, though in decline: a single producer was operating in 2016. The process is reviewed from its genesis in the laboratory, with emphasis on the key point, i.e. the control of the atmosphere, up to its industrial implementation. Process duration and treatment temperature have non-trivial effects on end-user properties of the retified wood, which are quantified, illustrated and discussed.
Auteur(s)
-
René GUYONNET : Directeur de recherche à l’École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne, France
INTRODUCTION
Le bois est l’un des premiers matériaux utilisés par l’homme. Il est reconnu pour ses propriétés acoustiques, isolantes, ses performances mécaniques et sa légèreté dans la mise en œuvre. Son usinage est facile et peu énergivore. Toutefois le bois possède certains handicaps. C’est un matériau anisotrope, hydrophile et instable dimensionnellement avec les variations d’humidité. Sa sensibilité aux agents de dégradation biologique limite sa durabilité, très variable selon les essences. Les essences exotiques réputées pour leur stabilité et leur durabilité sont coûteuses et leur exploitation est contestée. Les essences des régions tempérées (résineux et feuillus) nécessitent des traitements chimiques pour les protéger de l’humidité et des agents de biodégradation, mais les composés utilisés sont dangereux à des degrés divers, et les bois ainsi traités sont difficiles à gérer en fin de vie.
Améliorer la stabilité et la durabilité du bois via un traitement thermique constitue une alternative plus respectueuse de l’environnement. Nous présentons dans cet article la « rétification » du bois, traitement thermique sous atmosphère pauvre en oxygène, destiné aux essences des pays tempérés (résineux ou feuillus). La rétification est présentée tout d’abord sous l’angle physico-chimique des transformations induites par l’augmentation de température, puis du procédé. La mise en œuvre industrielle est brièvement évoquée ainsi que les procédés concurrents. L’évolution du matériau massif en fonction des conditions de traitement thermique est présentée ensuite : l’amélioration de sa stabilité et de sa durabilité sont précisées, ainsi que la dégradation concomitante de ses propriétés mécaniques. Les propriétés particulières du bois rétifié sont intégrées à un guide d’usage et illustrées dans un panorama d’applications.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
Traitement thermochimique Matériau bois Procédé de préservation Stabilisation dimensionnelle
KEYWORDS
Thermochemical conversion | Wood material | Preservation process | Dimensional stabilisation
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Conclusion
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5. Guide d’usage et applications
5.1 Usinage et débits
Le bois traité thermiquement ne pose pas de problème d’usinage particulier, mais il est nécessaire d’adapter les outils et les conditions de travail. Il est préférable d‘utiliser des outils de coupe en carbure de tungstène du fait de la dureté du bois modifié avec des angles de coupe plus faibles (environ 10°) que pour le bois naturel (CTBA) . La vitesse de coupe standard du bois naturel (35 à 60 m/s) convient au bois traité. En revanche, le matériau étant fissible, il est préférable de réduire la vitesse d’avance afin de produire des copeaux d’épaisseur réduite.
Les poussières de bois rétifié sont plus fines que la sciure de bois naturel, très sèches, hydrophobes et potentiellement très inflammables. Le CTBA préconise :
-
de limiter la concentration des poussières : augmenter le diamètre des tuyaux et la vitesse d’aspiration ;
-
d’éviter l’électricité statique : proscrire les gaines d’aspiration en plastique, mettre à la terre la totalité du réseau ;
-
de porter le matériel de protection nécessaire pour éviter l’inhalation des poussières (combinaison, masque) ;
-
de prendre les mêmes dispositions que celles relatives aux matériaux cellulosiques.
Pour les planches soumises à un effort de flexion (terrasses), il faut augmenter l’épaisseur des planches (9 %) afin de compenser la réduction du module de rupture. Pour les résineux, mettre le cœur en contre-parement. Pour les usages devant être vus sur les deux faces, utiliser un débit quartier - faux-quartier. Pour éviter les fentes et les échardes en bordure des planches,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - WHITE (H.A.), ARBOR (A.) - Process for the partial pyrolysis of wood and product of the same. - Patent 2,360,604, US Patent Office (1944).
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(2) - STAMM (A.J.), HORACE (K.B.), KLINE (A.A.) - Staywood : heat-stabilized wood. - Ind. Eng. Chem., 38(6), p. 631-634 (1946).
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(3) - BURMESTER (A.) - Dimensionsstabilisierung von Buchenholz durch Wärmebehandlung unter Druck. - HOB, 1, p. 22-25 (1974).
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(4) - GIEBELER (E.) - Dimensionsstabilisierung von Holz durch eine Feuchte/Wärme/ Druck-Behandlung. - Holz as Roh-ubd Werkstoff, 41, p. 87-94 (1983).
-
(5) - AVAT (F.) - Contribution à l’étude des traitements thermiques du bois jusqu’à 200 °C : transformations chimiques et caractérisations physico-chimiques. - Thèse École nationale supérieure des mines de Saint-Étienne (1993).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Collage du bois. Colles et adhésifs et leurs caractéristiques.
-
Travail mécanique du bois. Opérations de transformation sans outil tranchant.
Anti-shrink treatment for wood United States Patent Office 2,296,316 Alfred J. Stamm 09, 22 (1942)
Procédé de fabrication d’un matériau ligno-cellulosique par traitement thermique et matériaux obtenu par ce procédé n° 8614138, ARMINES (1986)
Procédé de fabrication d’un matériau aggloméré à base d’une matière ligno-cellulosique et matériau obtenu par mise en œuvre de ce procédé. N° 87 00863, ARMINES (1987)
Procédé de traitement du bois à étape de transition vitreuse. N° 9609455, NOW (1996).
Procédé de rétification du bois. N° 9609456, NOW (1996)
Réacteur de rétification du bois. Fours et brûleurs Rey n° 98 09252
US patent 6217939 : Wood Treatment Process
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Site du seul producteur actif (2016) en France situé dans les Vosges.
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NF B51-006 - 1985 - Bois – Détermination du retrait
B 51-008 - 1987 - Bois – Essai de flexion statique – Détermination de la résistance à la flexion statique de petites éprouvettes sans défaut
NF B51-013 - 1985 - Bois – Détermination...
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