Bois

4 mai 2015

par la société Fraunhofer

Le bois est un matériau populaire dans la décoration intérieure, mais sa capacité d'absorption d'eau limite son utilisation dans les salles de bains, où le bois naturel se décolore facilement ou moisit. Les scientifiques et partenaires de Fraunhofer ont développé un matériau composite bois-polymère pour meubles qui résiste à l'humidité et est peu inflammable.

Les composites bois-polymère (WPC) économes en ressources sont la dernière tendance en matière de matériaux pour les meubles de jardin et autres applications extérieures, en particulier pour les terrasses et aussi pour les panneaux de bardage et de clôture. Dans le cadre du projet LIMOWOOD parrainé par l'UE, des chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour la recherche sur le bois, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI à Braunschweig collaborent désormais avec des partenaires industriels en Belgique, en Espagne, en France et en Allemagne sur le développement de matériaux adaptés au pressage dans des panneaux WPC résistants à l'humidité pour la fabrication de meubles d'intérieur.

Ces panneaux sont composés d'environ 60 % de particules de bois et de 40 % de matériau thermoplastique, généralement du polypropylène ou du polyéthylène. Les composants en bois et en plastique peuvent provenir de flux de recyclage. Le composant bois des panneaux WPC peut être remplacé par d'autres produits lignocellulosiques dérivés de la partie fibreuse de plantes telles que le chanvre ou le coton, ou les enveloppes de grains de riz et de graines de tournesol. Tous ces matériaux sont 100 % recyclables. De plus, les panneaux WPC pressés produits par les chercheurs de WKI sont exempts de formaldéhyde. "La question controversée des émissions de formaldéhyde dues au liant utilisé dans les produits en bois pressé conventionnels n'est donc pas un problème dans ce cas", déclare le chercheur scientifique de WKI, le Dr Arne Schirp.

En choisissant des additifs appropriés, les chercheurs ont pu améliorer les propriétés ignifuges de leurs panneaux WPC. Ils ont d'abord développé leur formule à l'échelle du laboratoire, en utilisant des ignifugeants sans halogène disponibles dans le commerce qui ont été ajoutés au mélange bois-polymère pendant la phase de fusion. La première étape consistait à déterminer l'indice limite d'oxygène de la pièce testée : ce paramètre définit le comportement des plastiques ou des composés plastiques chargés de bois lorsqu'ils sont exposés à des flammes. Il représente la concentration minimale d'oxygène à laquelle le matériau continuera à brûler après avoir pris feu. Plus cette valeur est élevée, plus l'inflammabilité du matériau est faible. Schirp et ses collègues ont obtenu les meilleurs résultats avec une combinaison de retardateurs de feu tels que le phosphore rouge et le graphite expansé. L'indice limite d'oxygène des panneaux WPC traités de cette manière s'étend jusqu'à 38 %, à condition que les particules de bois qu'ils contiennent soient également ignifugées. En comparaison, l'indice limite d'oxygène d'un panneau de particules de bois standard est de 27 % et celui d'un panneau WPC non traité est de 19 %. Même dans un test de source à flamme unique, dans lequel un bec Bunsen est maintenu contre l'échantillon de test, les panneaux WPC traités ont démontré une résistance élevée au feu. Même après 300 secondes d'exposition, les planches n'ont pas pris feu. En revanche, les échantillons de référence - un panneau de particules de bois standard et un panneau WPC non traité - ont pris feu et ont continué à brûler.

Une autre particularité du nouveau matériau WPC est qu'il absorbe très peu d'eau et convient donc parfaitement à une utilisation dans les salles de bains et les cuisines. Même après avoir été immergé dans de l'eau bouillante pendant cinq heures, le matériau ressort intact, alors que les panneaux de particules de bois conventionnels ont été complètement détruits par ce test. Le seul facteur limitant sur les applications de WPC est son incapacité à supporter des charges statiques élevées. Mais même ici, il a été possible d'augmenter sa résistance à la flexion à un niveau qui dépasse de loin celui des panneaux de particules conventionnels en utilisant un mélange judicieux de matériaux composants.

Les composites bois-polymère peuvent être produits de plusieurs façons. Les procédés les plus couramment utilisés sont le moulage par injection et l'extrusion, dans lesquels les différents composants - fibres de bois, matériaux thermoplastiques et additifs - sont fondus sous haute pression à haute température et formés dans un moule continu. L'équipe d'Arne Schirp s'est concentrée sur la technologie des presses, car c'est la meilleure façon de produire des panneaux destinés à la construction de meubles. "Les lames ainsi obtenues ont le même attrait visuel que les produits tout bois et peuvent être collées ou vissées pour créer des meubles attrayants. Elles conviennent à tous les éléments décoratifs non porteurs." Mais il existe de nombreuses autres applications pour les composites bois-polymère, notamment les bardages extérieurs de bâtiments, la construction de stands de salons professionnels et les aménagements intérieurs de maisons et de navires. Par leur travail de développement, les partenaires du projet LIMOWOOD visent à combler l'écart entre le haut et le bas du marché du meuble, qui oscille entre des matériaux coûteux et pas nécessairement écologiques et des produits bon marché en panneaux de particules ou de fibres, qui sont actuellement principalement fabriqués à l'aide de liants à base de formaldéhyde. Les chercheurs de WKI présenteront des prototypes de leurs panneaux WPC ignifuges au salon Interzum à Cologne du 5 au 8 mai (Boulevard, B077).

Fourni par Fraunhofer-Gesellschaft