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Auteur(s): Fritz Bächle, Peter Niemz (ETH Zürich)
Rédaction: WSL, Suisse
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Traitement thermique du bois

Ces dernières années, les traitements modifiant les propriétés du bois ont gagné en importance. Parmi ces derniers, citons le traitement thermique et l'étuvage. Ces deux procédés modifient d'une façon significative la couleur du bois, d’où leur utilisation généralisée de nos jours. Quant au traitement thermique, il modifie de surcroît toutes les autres caractéristiques du bois.

Haus mit Fassade aus thermisch vergütetem Holz
Abb. 1 - Façade d'une maison en bois traité thermiquement, deux ans après sa construction.
 
Innenausbau
Abb. 2 - Aménagement intérieur d’une maison avec du bois de résineux traité à la chaleur.
 
Photos: Balz Holz AG

Les bases du traitement thermique du bois ont été développées il y a plusieurs décennies déjà. Les premiers travaux ont été entrepris en 1937 aux Etats-Unis par Stamm. Au cours des années 70, un grand nombre de travaux de recherche sont venus les compléter. Mentionnons tout spécialement Burmester (1973 et 1975) qui développa un procédé combinant humidité, chaleur et pression pour la stabilisation dimensionnelle des panneaux de particules de bois.

Lors d'un traitement thermique (températures comprises entre 170 et 250°C), la couleur du bois devient nettement plus sombre. La teneur en humidité à l’équilibre et les propriétés de gonflement diminuent, les propriétés mécaniques se détériorent, tandis que la résistance aux champignons s’accroît. Plus le traitement est intensif, plus le bois devient foncé.

Le traitement thermique provoque des modifications plus ou moins marquées de ses propriétés physiques et physico-chimiques selon les paramètres de traitement définis. La part d’hémicellulose est tout particulièrement réduite au cours de ce traitement.

Les modifications produites par le traitement thermique sont utilisées aujourd'hui à la fois pour améliorer la résistance du bois aux champignons et pour en changer la teinte. Les teintes foncées, actuellement très demandées, sont très peu présentes chez les essences de bois indigène. Les principaux domaines d’utilisation du bois de feuillus traité thermiquement sont le parquet et les meubles. L’étuvage (température d’environ 100°C et taux d’humidité élevé) sert également à donner une autre couleur plus homogène au bois; le hêtre en est un exemple bien connu.

Les deux articles suivants en allemand présentent les propriétés d’un bois traité industriellement grâce à un procédé thermique combinant l’action de la chaleur et de la pression dans ce que l’on appelle un "autoclave":

Le traitement thermique (températures entre 170 et 250°C) ne modifie pas seulement la couleur du bois, mais également d’autres caractéristiques, telles que les propriétés de gonflement ou la résistance. L’étuvage (température d’environ 100°C et taux d’humidité élevé) modifie principalement la couleur du bois, les autres caractéristiques restant pratiquement inchangées.

Buche mit Rotkern Esche mit Braunkern
Abb. 3 - Cœur rouge du hêtre. A gauche bois non traité, au milieu niveau 2, à droite niveau 3. Abb. 4 - Frêne avec un cœur brun. A gauche bois non traité, au milieu niveau 2, à droite niveau 3.
   
   

En bref

  • Les feuillus
    Des modifications des caractéristiques du bois apparaissent clairement à l’issue d'un traitement thermique. Plus l’intensité de ce dernier augmente, plus la couleur du bois fonce. Les différences de teintes du cœur coloré entre le hêtre et le frêne s’estompent, créant ainsi une forte plus-value.
    La teneur en humidité à l’équilibre et les propriétés de gonflement diminuent avec l’augmentation de l’intensité du traitement thermique, jusqu’à atteindre la moitié des valeurs du bois non traité. Le module d’élasticité E diminue légèrement, tandis que la résistance est quant à elle plus fortement réduite, le rapport entre les deux n’étant pas toujours homogène. Il s’agit ici apparemment d’une superposition partielle des caractéristiques du bois non traité, car il n’a en effet pas toujours été possible de prélever dans le même tronc d’arbre des échantillons se trouvant l’un à côté de l’autre. Lors du traitement thermique, le pH du bois baisse, cette diminution étant corrélée avec l’abaissement de la teneur en humidité à l’équilibre.

  • Les résineux
    Le bois de résineux étudié est devenu nettement plus foncé suite au traitement thermique. Il est possible de faire largement varier la couleur en fonction de l’intensité du traitement (pression, température, durée, teneur en oxygène). On peut obtenir une homogénéité complète de la couleur entre le bois de cœur et l’aubier.
    La teneur en humidité à l’équilibre et les propriétés de gonflement sont réduites à 50-60% des valeurs du bois non traité. Aucune différence significative n’a été constatée au niveau de la vitesse de propagation du son. Le module d’élasticité E diminue parallèlement à l’augmentation de l’intensité de traitement. La résistance à la flexion est nettement réduite, les pertes étant cependant moins importantes qu’avec le bois de feuillus. Lors du traitement thermique, le pH du bois baisse, la part d'hémicellulose diminue nettement, tandis que la part de cellulose reste constante.

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Contact

  • Peter Niemz
    ETH Zürich
    Institut für Baustoffe (IfB)
    Stefano-Franscini-Platz 3
    CH-8093 Zurich
    Tél: +41 44 632 32 30
    e-mail: niemzp @ retired.ethz.ch