L’objectif scientifique de ce projet est une optimisation des performances techniques et environnementales de cet éco procédé multi fonctionnel permettant d’associer les étapes de séchage, d’imprégnation et d’utilisation d’éco adjuvants permettant de conférer des performances en terme de durabilité et/ou de réaction au feu.

Le procédé envisagé repose sur une fonctionnalisation des huiles du bain de trempe permettant de conférer les propriétés souhaitées en terme de durabilité, de réaction au feu et de résistance au intempéries de la finition (lessivage, altération des huiles…) en fonction de l’application en service du bois traité. De plus, l’amélioration du profil environnemental par la substitution à des modes de traitements organiques ou minéraux, par la réduction des consommations énergétiques ainsi que par la valorisation de ressources locales aujourd’hui non employées constitue un objectif fort de cette thématique.

L’objectif de l’étude consiste à étudier la faisabilité d’incorporer ces sels ou substances actives (phosphore, bore) au moment de l’imprégnation de l’huile de lin siccativée (étape 2 du procédé, cf fig. 1) afin d’obtenir un traitement combinant stabilité dimensionnelle, résistance aux agressions biologiques et résistance au feu.

Des premiers essais d’orientation ont rapidement mis en évidence que ces sels ne sont solubles ni dans l’huile de lin cuite (étape 2 du procédé) ni dans la plupart des solvants organiques.
Aussi nous nous proposons de travailler sur deux procédés, dans le cadre de ce projet, de manière à incorporer ces sels dans le bois :

* Un procédé en émulsion qui permettra  d’incorporer ces sels en même temps que l’huile de lin siccative. L’objectif sera donc de formuler une émulsion suffisamment concentrée (pour minimiser l’incorporation d’eau dans le bois à cette étape) de solution saline dans l’huile de lin cuite en tenant compte de la concentration de sels ignifugeants devant être injectée pour que le traitement soit efficace ainsi que de la teneur en eau maximale pouvant être injectée.

Des premiers essais de faisabilité ont été réalisés en partenariat entre FCBA et l’ITERG [15] et ont d’ores et déjà permis de montrer que la mise en émulsion de sels de phosphore était possible dans l’huile de lin cuite. Cette émulsion, utilisée en lieu et place de l’huile de lin cuite seule dans l’étape 2 du procédé, permet une incorporation partielle de sels de phosphore déjà observée et quantifiée.

* Un procédé par greffage d’éco adjuvants (phosphore, bore, …) sur l’huile de lin cuite qui permettra de véhiculer directement les sels ignifugeants via l’huile de lin cuite utilisée dans l’étape 2 du procédé bi-oléothermie.

L’ITERG a travaillé sur un procédé de greffage d’huiles polymérisées avec du soufre (sulfurisation) et du phosphore (phosphitation) et maîtrise donc ces procédés oléochimiques [16]. Le LERMAB et le CIRAD travaillent sur les problèmatiques bore-huile [19,20]. Il conviendra donc de mutualiser les connaissances afin de mener à bien cette tâche.

L’objectif de ce projet consistera donc à évaluer les performances techniques de ces deux procédés en termes de durabilité finale des bois et en terme de propriétés ignifugeantes et de sélectionner celui qui présentera les meilleures efficacités et le meilleur coût.
Un objectif sous-jacent sera de mettre au point une méthodologie d’évaluation de la performance biologique de ces bois. Cet objectif, non négligeable, permettrait de résoudre un certain nombre de problèmes normatifs rencontrés dans la qualification des ce type de matériau (traitement à l’huile, modification chimique, etc…).

Impact technologique du projet :

La phase d’industrialisation du procédé étant prévue dans le cadre du projet, son impact technologique se veut immédiat. En effet, les évolutions réglementaires décrites au préalable imposent la recherche de techniques alternatives de traitement et préservation des bois respectant le plus possible l’environnement. Le marché de la préservation des bois est fortement demandeur de ces nouvelles technologies à condition qu’elles soient transférables à une échelle industrielle et que les propriétés conférées aient été rigoureusement établies. Tous ces points correspondent au contenu du programme présenté dans ce document. De plus, la volonté forte de s’appuyer sur des installations pilotes à l’échelle industrielle (Génération Bois – CTBA dans l’avenir) constitue la garantie d’une volonté forte d’un transfert technologique pouvant être efficient dès la fin du projet.
Enfin, l’aspect multi fonctionnel du traitement (séchage – imprégnation – ignifugation) impacte fortement sur les pratiques courantes dans la filière bois. De plus, la possibilité de traitement d’essences réputées peu ou pas imprégnables reste un objectif fort, tout comme celui de valorisation d’essences locales réputées peu durables.

Impact scientifique du projet :

A l’heure actuelle, toutes les études liées à l’oléothermie se sont portées soit sur les procédés de traitement, soit sur la caractérisation et la simulation des phénomènes se produisant lors des deux phases du traitement. Peu d’études ont porté sur la fonctionnalisation des huiles qui constitue maintenant le pas indispensable à réaliser si la filière bois veut pouvoir appliquer cette nouvelle technologie à son activité. De même, une fois que cette fonctionnalisation possible des huiles de traitement sera avérée, les retombées scientifiques attendues sont une élaboration «  à la carte » des huiles de trempe en fonction de l’application finale de l’élément bois traité par bi oléothermie (classe de service en terme de durabilité conférée, nécessité d’un traitement d’ignifugation, nécessité d’appliquer une couche de finition, aptitude au collage…). Cette étape du travail peut conditionner à terme toutes les évolutions futures de cette technologie extrêmement prometteuse.
De plus, toute la phase d’élaboration des procédés d’évaluation en terme de durabilité conférée peut avoir un impact pré normatif fort dans l’évaluation des bois traités par les procédés décrits en introduction.

Impact environnemental du projet :

La recherche effectuée dans le cadre de ce projet est fondée sur le développement d’une technologie permettant d’améliorer le profil environnemental des produits fabriqués. Les axes principaux d’amélioration sont :

1. La limitation de l’utilisation de biocides pour la préservation des bois ; la durabilité conférée par le traitement bi oléothermique repose fondamentalement sur l’utilisation d’huiles végétales (colza…). La fonctionnalisation de ces huiles s’appuiera sur des principes actifs efficaces retenus pour leur faible impact environnemental.
   
   
2. La réduction de consommation d’énergie ; les économie d’énergie liées à la suppression des étapes de séchage conventionnelles restent un point fort de l’aspect multi fonctionnel du traitement des bois par bi oléothermie. Même si une certaine quantité d’énergie reste nécessaire pour la chauffe et le maintien en température des deux bains, les cinétiques de séchage mesurées dans les études précédentes (10 fois supérieures pour la bi oléothermie par rapport à un séchage conventionnel) prennent toute leur valeur dans le cas de pièces massives de fortes sections. Toutes les études de dimensionnement d’installations de stations de traitement peuvent être envisagées avec des techniques énergétiques respectueuses de l’environnement à des coûts réalistes.
   
   
3. La valorisation de ressources locales ; ce projet doit permettre, à terme d’utiliser d’avantages d’essences locales par l’implantation des stations de traitement au sein des massifs forestiers concernés. Le Pin Sylvestre représente actuellement la majeure partie des bois traités par autoclave et les volumes de bois transportés en provenance des massifs nordiques ont une forte incidence sur l’environnement.
   
   
4. La réduction de la dangerosité des produits en fin de vie et l’augmentation de leur capacité à être valorisés ; l’utilisation des huiles végétales et dérivés présente entre autre un intérêt très fort en terme de biodégradabilité en fin de vie. De ce fait, a fin de vie des bois traités par bi oléothermie en sera positivement affectée par rapport aux traitements de préservation conventionnels.

Par ailleurs, une démarche d’écoconception sera menée au niveau de chaque étape du projet à travers la prise en compte de critères environnementaux.

Enfin, les profils environnementaux des produits développés seront établis à l’aide de l’analyse de cycle de vie (ACV). La mise en œuvre de cette méthodologie permettra d’obtenir des résultats intégrant l’ensemble des impacts des produits développés et ainsi de démontrer de leurs bonnes qualités écologiques.