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Caractérisation des transformations physico-chimiques intervenant lors de la thermodégradation du bois. Influence de l'intensité de traitement, de l'essence et de l'atmosphère

Candelier K.. 2013. Nancy : Université de Lorraine, 139 p.. Thèse de doctorat -- Sciences du bois et des fibres.

Le bois traité thermiquement connaît depuis quelques années un essor important du fait de son caractère non biocide et de son faible impact environnemental. En effet, le principe de ce traitement est basé sur la modification chimique des biopolymères par thermodégradation, en évitant l'imprégnation de produits chimiques ; en fin de vie le matériau peut donc être très facilement ré-utilisé ou recyclé. Ce traitement améliore la stabilité dimensionnelle ainsi que la durabilité fongique du bois. Il constitue un moyen de valorisation d'essences européennes peu durables pour une utilisation extérieure. L'amélioration des ces paramètres se fait au détriment des propriétés mécaniques du bois qui ont tendance à s'affaiblir. Aujourd'hui, plusieurs types de procédés sont utilisés pour réaliser le traitement thermique du bois. Ces différentes méthodes se distinguent entre autre par la nature du milieu dans lequelle se déroule le traitement : fumée, vapeur d'eau, vide plus ou moins poussé, azote, immersion dans un bain d'huile. La durabilité de ce nouveau matériau bois est fortement liée au degré de thermodégradation des polymères, qui elle-même dépend des conditions et de l'intensité du traitement (couple temps-température). Un pilote de traitement thermique par conduction, pouvant travailler sous vide ou sous azote, permettant une mesure dynamique de la masse est utilisé afin de mieux comprendre l'influence de l'atmosphère sur les réactions chimiques de dégradation. Les résultats obtenus, pour des échantillons de sections industrielles, montrent que l'utilisation du vide permet d'éliminer, de l'enceinte de traitement, les produits volatils se formant au cours du traitement conduisant à des taux d'extractibles et de lignine de Klason plus faibles du fait de la non recondensation des produits de dégradation. Cette disparition ou limitation du phénomène de recondensation des produits volatiles engendre des pertes de masse (ML) pour une même intensité de traitement plus faibles et permet d'expliquer les taux de polysaccharides plus élevés pour un traitement sous vide. Des analyses fines ainsi que l'étude des cinétiques des réactions de thermodégradation ont permis de confirmer la plus grande sensibilité des feuillus vis-à-vis de la thermodégradation (en comparaison aux résineux). De plus, ces analyses ont permi d'identifier les principaux produits de thermodégradation du bois qui varient en fonction de l'intensité du traitement. Cela à permis de montrer, à l'aide des énergies d'activations, une thermo-sensibilité plus importante de la lignine que de l'hollocellulose pour des températures inférieures à 230°C, à plus haute température cette tendance s'inverse. Le fruit de ces travaux est donc une progression significative des connaissances de bases concernant les mécanismes de thermodégradation ainsi que leurs relations avec les paramètres de traitement. (Résumé d'auteur)

Mots-clés : préservation du bois; extrait; composition chimique; propriété mécanique; durabilité; impact sur l'environnement; biopolymère; température; propriété physicochimique; traitement thermique; bois

Thématique : Technologie des produits forestiers; Manutention transport stockage et conservation des produits forestiers

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