29 | 03 | 2022
En 2018, les résultats d’une recherche surprenante sont publiés dans la revue scientifique Nature: un groupe de chercheurs du Maryland, aux États-Unis, découvre un procédé capable de transformer le bois en un matériau extrêmement résistant, plus que l’acier et même certains alliages de titane.
Depuis quelque temps, la recherche scientifique cherche un matériau facilement disponible dans la nature, économique et résistant, capable de relever les défis du futur, aussi et surtout dans une optique de plus grande performance et de moindre consommation d’énergie. De ce point de vue, la transformation du bois en « super bois » a quelque chose de révolutionnaire.
Le processus
Les techniques utilisées par l’équipe de recherche dans la première phase de l’expérience sont généralement utilisées pour augmenter la densité du bois et n’ont pas en elles-mêmes un caractère nouveau. A ceux-ci, cependant, l’équipe dirigée par Jianwei Song a ajouté deux traitements innovants qui ont permis au bois d’obtenir une plus grande résistance, notamment en maintenant sa forme et en augmentant sa résistance à l’humidité.
La première étape de transformation est de type chimique: ici le bois est plongé dans une solution d’hydroxyde de sodium (NaOH) et de sulfite de sodium (Na2SO3). D’une part, ce processus élimine une partie de la lignine et de l’hémicellulose du bois et, d’autre part, laisse la cellulose, le composant le plus important du bois, pratiquement intacte. Il s’agit d’un processus très similaire à celui utilisé dans les papeteries pour obtenir la pulpe du bois avec laquelle fabriquer du papier.
La deuxième étape est plutôt de nature physique: le bois est pressé jusqu’à ce que le degré maximum de compactage du matériau soit obtenu. Il est ensuite légèrement chauffé: un processus fondamental car c’est grâce à la combinaison de la pression et de cette montée en température contrôlée que se créent les liaisons chimiques nécessaires au renforcement du bois.
Les resultats
Le « super bois » issu de cette expérience est 3 fois plus dense que le bois d’origine, et même 10 fois plus résistant. Selon les traitements auxquels il est soumis, il peut devenir jusqu’à 50 fois plus résistant à la compression et 20 fois plus dur et plus rigide. Malgré cette force extraordinaire, de plus, le « super bois » peut continuer à être facilement traité selon les besoins requis par le traitement.
Une autre caractéristique importante du bois épaissi est sa grande résistance à l’humidité. L’équipe de chercheurs a testé un échantillon dans des environnements extrêmement humides, constatant que le taux de gonflement dans une fenêtre de cinq jours était inférieur à 10 % – un seuil très bas par rapport aux valeurs atteintes par le bois compressé avec d’autres techniques. De plus, le test a été répété avec les mêmes variables mais avec le bois compressé recouvert d’une peinture spéciale anti-humidité: un traitement simple qui a résolu le problème de gonflement.
Les utilisations
Le « super bois » n’a été testé qu’en laboratoire: actuellement la procédure est assez longue, et il faut plusieurs heures pour obtenir une plaque de bois épaissie de la taille d’un livre. Cependant, l’équipe de recherche est convaincue que les progrès pourraient accélérer le processus de fabrication.
Une fois ses caractéristiques extraordinaires reconnues, le « super bois » pourrait donc faire l’objet d’investissements colossaux et être produit dans des contextes industriels, à grande échelle. Le scénario qui nous attend est très intéressant. Le « super bois », par exemple, pourrait devenir une excellente alternative aux matériaux synthétiques comme la fibre de carbone: économiquement plus avantageux, il nécessite des transformations moins complexes, en plus d’être évidemment entièrement recyclable, contrairement à la fibre de carbone qui a des polluants difficiles à disposer.
Grâce à ses propriétés, le « super bois » pourrait remplacer l’acier ou d’autres alliages dans le secteur automobile ou, encore, dans l’industrie aérospatiale, qui s’est toujours intéressée au développement d’alliages de plus en plus résistants.
Sources:
https://go.nature.com/3GuNroN
https://www.ilpost.it/2018/02/13/super-legno/
https://www.lescienze.it/news/2018/02/12/news/legno_trattamento_super-legno_forte_acciaio-3858629/
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