Le bois massif, matériau naturel et renouvelable, offre de nombreux avantages en construction et en aménagement. Cependant, sa durabilité peut être limitée face aux agressions extérieures comme l'humidité, les insectes ou les champignons. Pour pallier ces inconvénients et prolonger significativement la durée de vie du bois, diverses méthodes de traitement ont été développées au fil du temps. Ces techniques permettent d'améliorer les propriétés naturelles du bois et d'étendre son champ d'application, notamment pour des usages en extérieur ou dans des environnements difficiles.
Principes chimiques de la préservation du bois massif
La préservation du bois repose sur des principes chimiques visant à modifier la structure du matériau ou à y introduire des substances protectrices. L'objectif principal est de rendre le bois moins attrayant ou toxique pour les organismes xylophages, tout en le protégeant contre les effets de l'humidité et des rayons UV. Les traitements de préservation agissent généralement sur trois fronts : la modification de la structure cellulaire du bois, l'imprégnation de substances biocides, et la création d'une barrière physique contre les agressions extérieures.
Les méthodes de préservation varient en fonction de l'essence de bois, de l'usage prévu et des conditions d'exposition. Certains bois naturellement durables comme le chêne ou le cèdre nécessitent moins de traitements, tandis que d'autres essences plus vulnérables comme le pin ou l'épicéa requièrent des interventions plus poussées. Le choix du traitement dépend également des classes d'emploi du bois, qui définissent les niveaux de risque auxquels il sera exposé.
Traitements par imprégnation profonde
L'imprégnation profonde est l'une des méthodes les plus efficaces pour protéger le bois sur le long terme. Elle consiste à faire pénétrer des produits de préservation au cœur même du matériau, assurant ainsi une protection durable contre les agressions biologiques et climatiques. Ces traitements sont particulièrement adaptés aux bois destinés à un usage extérieur ou dans des environnements humides.
Procédé bethell : imprégnation sous pression de créosote
Le procédé Bethell, également connu sous le nom d'imprégnation à cellules pleines, utilise la créosote comme agent de préservation. Cette méthode, développée au 19ème siècle, reste efficace mais controversée en raison de la toxicité de la créosote. Le traitement s'effectue dans un autoclave où le bois est soumis à des cycles de vide et de pression, permettant une imprégnation en profondeur.
Bien que très efficace, l'utilisation de la créosote est désormais strictement réglementée en raison de ses effets néfastes sur la santé et l'environnement. Son emploi est limité à certaines applications industrielles spécifiques, comme les traverses de chemin de fer ou les poteaux électriques.
Traitement CCA (Cuivre-Chrome-Arsenic) pour bois extérieur
Le traitement CCA a longtemps été considéré comme l'un des plus performants pour la protection du bois en extérieur. Il associe les propriétés fongicides du cuivre, la fixation assurée par le chrome et l'action insecticide de l'arsenic. Ce traitement confère au bois une durabilité exceptionnelle, pouvant atteindre plusieurs décennies même dans des conditions difficiles.
Cependant, en raison des préoccupations environnementales et sanitaires liées à l'utilisation de l'arsenic, l'usage du CCA est désormais restreint dans de nombreux pays. Des alternatives moins toxiques, comme les traitements ACQ (Alkaline Copper Quaternary) ou le cuivre azole, sont de plus en plus privilégiées pour les applications extérieures.
Imprégnation de sels de bore pour protection intérieure
Les sels de bore offrent une excellente protection contre les insectes et les champignons, tout en présentant une toxicité relativement faible pour l'homme et l'environnement. Ils sont particulièrement adaptés aux traitements des bois d'intérieur, car ils ne résistent pas bien au lessivage par l'eau. L'imprégnation se fait généralement par trempage ou par injection sous pression.
L'efficacité des sels de bore repose sur leur capacité à diffuser dans le bois, même après le traitement initial. Cette propriété assure une protection continue, même en cas de fissures ou de coupes ultérieures. Toutefois, il est important de noter que les bois traités au bore ne peuvent pas être utilisés en extérieur sans protection supplémentaire contre l'humidité.
Techniques d'injection de résines synthétiques
L'injection de résines synthétiques dans la structure du bois est une technique moderne qui permet d'améliorer considérablement ses propriétés mécaniques et sa résistance aux agressions extérieures. Ce procédé consiste à imprégner le bois de résines thermodurcissables, comme les résines époxy ou phénoliques, qui polymérisent ensuite à l'intérieur du matériau.
Cette méthode présente plusieurs avantages :
- Augmentation significative de la dureté et de la résistance mécanique du bois
- Amélioration de la stabilité dimensionnelle face aux variations d'humidité
- Renforcement de la résistance aux attaques biologiques
- Possibilité de colorer le bois dans la masse
Les bois traités par injection de résines synthétiques trouvent des applications dans des domaines exigeants comme la construction navale, l'ameublement haut de gamme ou la fabrication d'instruments de musique.
Revêtements de surface protecteurs
Les revêtements de surface constituent une méthode simple et efficace pour protéger le bois contre les agressions extérieures. Ces traitements forment une barrière physique qui limite l'absorption d'humidité et protège contre les rayons UV, tout en préservant l'aspect esthétique du bois. Il existe différents types de revêtements, chacun offrant des propriétés spécifiques.
Lasures microporeuses à base de résines alkydes
Les lasures microporeuses sont des finitions semi-transparentes qui laissent apparaître le veinage du bois tout en assurant une protection efficace. Elles sont composées de résines alkydes, de pigments et d'agents de protection contre les UV. Leur structure microporeuse permet au bois de respirer, évitant ainsi les problèmes liés à l'accumulation d'humidité.
Les lasures offrent plusieurs avantages :
- Facilité d'application et d'entretien
- Protection efficace contre les UV et l'humidité
- Préservation de l'aspect naturel du bois
- Disponibilité dans une large gamme de teintes
Il est recommandé de renouveler l'application des lasures tous les 3 à 5 ans pour maintenir une protection optimale.
Vernis polyuréthanes haute résistance
Les vernis polyuréthanes forment un film dur et transparent à la surface du bois, offrant une excellente protection contre l'abrasion, les rayures et les produits chimiques. Ils sont particulièrement adaptés aux surfaces soumises à un usage intensif, comme les parquets ou les plans de travail.
Les vernis polyuréthanes se déclinent en deux catégories principales :
- Les vernis monocomposants, plus faciles à appliquer mais moins résistants
- Les vernis bicomposants, offrant une durabilité supérieure mais nécessitant une application plus technique
Bien que très efficaces, les vernis polyuréthanes ont tendance à jaunir avec le temps, en particulier lorsqu'ils sont exposés aux UV. Des formulations plus récentes intègrent des absorbeurs d'UV pour limiter ce phénomène.
Huiles dures naturelles : lin, tung, teck
Les huiles dures naturelles pénètrent dans le bois et le protègent de l'intérieur, tout en préservant son aspect naturel. Elles sont particulièrement appréciées pour leur caractère écologique et leur facilité d'entretien. Les huiles les plus couramment utilisées sont :
- L'huile de lin, connue pour ses propriétés nourrissantes et sa capacité à patiner le bois
- L'huile de tung, offrant une excellente résistance à l'eau
- L'huile de teck, idéale pour les bois exotiques utilisés en extérieur
Ces huiles nécessitent des applications régulières, généralement une à deux fois par an, mais permettent de maintenir le bois en excellent état sur le long terme. Elles sont particulièrement adaptées aux meubles de jardin, aux terrasses et aux bardages extérieurs.
Peintures acryliques microporeuses pour bois extérieur
Les peintures acryliques microporeuses constituent une excellente option pour la protection des bois extérieurs. Elles forment un film protecteur qui laisse le bois respirer tout en le protégeant efficacement contre les intempéries et les UV. Ces peintures offrent plusieurs avantages :
- Excellente résistance aux intempéries et aux UV
- Large gamme de couleurs disponibles
- Facilité d'application et de nettoyage (à l'eau)
- Séchage rapide et faible odeur
Les peintures acryliques microporeuses sont particulièrement adaptées aux bardages, volets et autres éléments en bois exposés aux intempéries. Elles nécessitent généralement un renouvellement tous les 5 à 10 ans, selon les conditions d'exposition.
Traitements thermiques du bois
Les traitements thermiques représentent une alternative écologique aux traitements chimiques traditionnels. Ces méthodes consistent à modifier la structure du bois par l'application de chaleur, améliorant ainsi sa durabilité et sa stabilité dimensionnelle sans utiliser de produits chimiques toxiques.
Procédé de rétification à haute température
La rétification est un procédé de traitement thermique du bois développé en France dans les années 1990. Il consiste à chauffer le bois à des températures comprises entre 180°C et 240°C, dans une atmosphère pauvre en oxygène. Ce traitement entraîne une modification chimique des composants du bois, principalement les hémicelluloses, ce qui confère au matériau de nouvelles propriétés :
- Amélioration de la stabilité dimensionnelle
- Augmentation de la résistance aux champignons et aux insectes
- Réduction de l'hygroscopicité (capacité à absorber l'humidité)
- Coloration du bois dans la masse, donnant un aspect vieilli
Le bois rétifié trouve des applications dans le bardage extérieur, la menuiserie et la fabrication de terrasses. Il est important de noter que ce traitement peut légèrement fragiliser le bois, ce qui limite son utilisation pour des applications structurelles.
Traitement oléothermique par bain d'huile chaude
Le traitement oléothermique combine les avantages du traitement thermique et de l'imprégnation d'huile. Le procédé consiste à immerger le bois dans un bain d'huile végétale chauffé à des températures comprises entre 120°C et 200°C. Cette méthode présente plusieurs avantages :
- Amélioration de la durabilité du bois
- Augmentation de la stabilité dimensionnelle
- Protection contre l'humidité grâce à l'imprégnation d'huile
- Coloration naturelle du bois
Le traitement oléothermique est particulièrement adapté aux bois utilisés en extérieur, comme les terrasses ou le mobilier de jardin. Il offre une alternative intéressante aux traitements chimiques traditionnels, avec un impact environnemental réduit.
Torréfaction du bois pour améliorer sa durabilité
La torréfaction est un procédé de traitement thermique qui consiste à chauffer le bois à des températures comprises entre 200°C et 300°C, dans une atmosphère contrôlée pauvre en oxygène. Ce traitement entraîne une décomposition partielle des composants du bois, principalement les hémicelluloses, ce qui modifie profondément ses propriétés :
- Augmentation significative de la résistance aux attaques biologiques
- Amélioration de la stabilité dimensionnelle
- Réduction de l'hygroscopicité
- Coloration foncée uniforme dans la masse
Le bois torréfié présente une excellente durabilité, comparable à celle des bois tropicaux, ce qui en fait une alternative intéressante pour les applications extérieures. Cependant, il est important de noter que la torréfaction peut réduire certaines propriétés mécaniques du bois, ce qui doit être pris en compte lors de la conception des ouvrages.
Modifications chimiques de la structure du bois
Les modifications chimiques de la structure du bois représentent une approche innovante pour améliorer sa durabilité et ses performances. Ces méthodes visent à transformer de manière permanente les composants du bois au niveau moléculaire, conférant ainsi de nouvelles propriétés au matériau.
Acétylation du bois par anhydride acétique
L'acétylation est un procédé qui consiste à faire réagir le bois avec de
l'anhydride acétique, remplaçant les groupes hydroxyles du bois par des groupes acétyles. Cette modification chimique confère au bois plusieurs propriétés intéressantes :
- Réduction significative de l'hygroscopicité, rendant le bois plus stable dimensionnellement
- Augmentation de la durabilité face aux attaques fongiques et aux insectes
- Amélioration de la résistance aux rayons UV
- Conservation de la résistance mécanique du bois
Le bois acétylé trouve des applications dans la fabrication de fenêtres, de revêtements extérieurs et de mobilier de jardin. Sa résistance accrue aux intempéries en fait un matériau de choix pour les constructions en bord de mer ou dans des climats humides.
Furfurylation pour augmenter la densité et la durabilité
La furfurylation est un procédé de modification chimique qui consiste à imprégner le bois avec de l'alcool furfurylique, un dérivé de déchets agricoles comme les épis de maïs ou la bagasse de canne à sucre. Sous l'effet de la chaleur et de catalyseurs, l'alcool furfurylique polymérise à l'intérieur du bois, modifiant ainsi ses propriétés :
- Augmentation significative de la densité et de la dureté du bois
- Amélioration de la stabilité dimensionnelle
- Accroissement de la résistance aux champignons et aux insectes
- Coloration foncée du bois, similaire à celle de certains bois tropicaux
Le bois furfurylé présente une durabilité comparable à celle des bois tropicaux les plus résistants, ce qui en fait une alternative écologique intéressante pour les applications extérieures exigeantes. Il est notamment utilisé pour la fabrication de terrasses, de pontons et de mobilier urbain.
Silicification du bois par imprégnation de silicates
La silicification du bois est une technique qui consiste à imprégner le matériau avec des solutions de silicates, généralement du silicate de sodium ou de potassium. Ces composés minéraux pénètrent dans la structure du bois et s'y cristallisent, formant une barrière protectrice. Les avantages de ce traitement sont multiples :
- Amélioration significative de la résistance au feu
- Augmentation de la durabilité face aux attaques biologiques
- Renforcement de la stabilité dimensionnelle
- Conservation de l'aspect naturel du bois
La silicification est particulièrement intéressante pour les applications nécessitant une résistance accrue au feu, comme les revêtements intérieurs de bâtiments publics ou les structures en bois exposées à des risques d'incendie. Cette technique offre une alternative écologique aux traitements ignifuges traditionnels à base de produits chimiques toxiques.
Normes et certifications des traitements de préservation
Pour garantir l'efficacité et la sécurité des traitements de préservation du bois, plusieurs normes et certifications ont été mises en place. Ces standards permettent aux professionnels et aux consommateurs de choisir des produits et des méthodes de traitement adaptés à leurs besoins tout en respectant les exigences environnementales et sanitaires.
Classes d'emploi du bois selon la norme NF EN 335
La norme NF EN 335 définit cinq classes d'emploi du bois, qui déterminent le niveau de risque biologique auquel le matériau sera exposé. Ces classes guident le choix du traitement de préservation approprié :
- Classe 1 : Bois d'intérieur, toujours sec
- Classe 2 : Bois d'intérieur ou sous abri, risque d'humidification occasionnelle
- Classe 3 : Bois extérieur hors contact avec le sol, exposé aux intempéries
- Classe 4 : Bois extérieur en contact avec le sol ou l'eau douce
- Classe 5 : Bois en contact permanent avec l'eau de mer
Cette classification permet d'adapter le niveau de traitement à l'usage prévu du bois, évitant ainsi le surtraitement et optimisant la durabilité du matériau.
Certification CTB-P+ pour les produits de traitement
La certification CTB-P+, délivrée par l'Institut Technologique FCBA, atteste de l'efficacité et de la sécurité des produits de préservation du bois. Cette certification prend en compte plusieurs critères :
- L'efficacité du produit contre les agents biologiques de dégradation du bois
- La durabilité du traitement dans le temps
- L'impact environnemental et sanitaire du produit
- La qualité et la constance de la production
Les produits certifiés CTB-P+ offrent une garantie de qualité aux professionnels et aux particuliers, assurant une protection efficace du bois tout en respectant les normes environnementales en vigueur.
Label PEFC pour la gestion durable des forêts
Bien que ne concernant pas directement les traitements de préservation, le label PEFC (Programme for the Endorsement of Forest Certification) joue un rôle important dans la chaîne de valeur du bois traité. Ce label garantit que le bois provient de forêts gérées durablement, prenant en compte les aspects environnementaux, sociaux et économiques de la sylviculture.
L'utilisation de bois certifié PEFC dans les produits traités permet de s'assurer que la préservation du bois s'inscrit dans une démarche globale de durabilité, depuis la gestion forestière jusqu'à l'utilisation finale du produit. Cette approche répond à une demande croissante des consommateurs pour des produits écologiquement responsables.
En conclusion, les divers traitements de préservation du bois massif offrent des solutions adaptées à chaque usage, permettant d'augmenter significativement la longévité du matériau. Du traitement chimique traditionnel aux nouvelles méthodes de modification du bois, en passant par les revêtements de surface, chaque technique présente ses avantages spécifiques. Le choix du traitement doit se faire en fonction de l'essence de bois, de l'usage prévu et des conditions d'exposition, tout en tenant compte des aspects environnementaux et réglementaires. Les normes et certifications jouent un rôle crucial dans ce processus, garantissant l'efficacité et la sécurité des traitements tout en promouvant une utilisation responsable des ressources forestières.