Brevet FR2906493A1 — publié le 20080404

L'invention concerne un procédé de traitement du bois transformé de manière à le rendre plus durable et hydrofuge. Le traitement du bois, qu'il s'agisse d'un revêtement en surface de type vernis, lasure ou peinture est connu pour éviter l'attaque des insectes et notamment des termites. Le bois doit par ailleurs être protégé contre les moisissures et conserver durablement ses propriétés mécaniques dans le temps, cela fait partie des obligations du marquage CE des produits. Les revêtements de surface présentent un inconvénient majeur en raison de la non pénétration des agents protecteurs dans le bois, ces agents, introduits dans les solutions de traitement sont assez vite dégradés, notamment lorsqu'ils sont exposés aux intempéries et aux UV, et ils perdent leur efficacité. L'application d'un nouveau revêtement est alors nécessaire. Afin de réduire la fréquence des traitements et protéger le bois en profondeur il a été trouvé astucieux d'effectuer des imprégnations à haute température avec divers agents, par exemple des huiles. Un tel traitement est décrit dans le document US 6 217 939 qui indique le trempage du bois dans un bain d'huile porté dans la plage 180 C û 260 C, de préférence en appliquant une pression de plusieurs bars dans l'enceinte de traitement. Ledit traitement proposé par le document US 6 217 939 a pour but de transformer les substances ligno-cellulosiques et protéger en profondeur le bois en évitant la pénétration de l'oxygène. Ce procédé bien qu'efficace du point de vue de la protection du bois présente plusieurs inconvénients majeurs en ce qui concerne la quantité d'énergie consommée pour maintenir l'huile à haute température et effectuer le traitement, ainsi qu'en ce qui concerne la dégradation des propriétés mécaniques du bois traité sous l'effet de la température et de la pression. Le problème actuel de traitement du bois est donc de réaliser une protection en profondeur du matériau, sans dégrader ses caractéristiques mécaniques, tout en employant un procédé économe d'un point de vue énergétique, de 2906493 2 manière à commercialiser auprès des utilisateurs un produit amélioré comportant un faible surcoût. L'invention a donc pour objectif de résoudre ces principales difficultés en proposant un nouveau procédé de, traitement basé sur le passage du bois 5 dans un autoclave en dépression par rapport à la pression atmosphérique et en effectuant un trempage du matériau dans de l'huile à température ambiante. La présente invention concerne un procédé de traitement du bois transformé, par exemple sous forme de poutres, planches, rondins, poteaux, caractérisé 10 par le fait qu'il présente la succession des étapes suivantes : - une étape de conditionnement du bois à une humidité supérieure ou égale à 30% par rapport à la masse du matériau, - une étape de chauffage dans un séchoir sous vide à une température d'au moins 60 C et à une pression inférieure à la pression atmosphérique, 15 - une étape de trempage dans de l'huile à température ambiante. Les avantages du procédé de traitement du bois selon l'invention sont multiples : • le bois après traitement est hydrofuge et donc très résistant aux intempéries, 20 • le matériau selon le procédé de l'invention est traité en profondeur, ce qui donne une excellente résistance aux insectes et aux champignons lignivores, la perte de masse du bois et le vieillissement sont donc considérablement ralentis, par rapport notamment aux revêtements protecteurs superficiels, 25 • le traitement a pour effet de fixer les biocides naturels présents dans le bois, tels que les polyphénols, les terpénoïdes, les tannins, ou de fixer 2906493 3 les biocides conférés tels que le bore ou le cuivre organique, ce qui augmente la durée de vie du matériau, • les différentes étapes du traitement sont économes en énergie et n'entraînent pas de dégradation des propriétés mécaniques du 5 matériau fini, ce qui est un avantage considérable par rapport aux autres procédés connus, • le bois après traitement est, sec au toucher et dispose d'une haute qualité de finition, • le matériau traité est entièrement recyclable, l'ensemble du procédé de 10 traitement lui-même est respectueux de l'environnement en évitant les rejets de gaz carbonique et de composés volatils dans l'air tels que les HAP pour le bois chauffé à haute température, le traitement évite également le rejet des produits de décomposition des huiles chaudes, • le bois traité selon le procédé de l'invention peut être utilisé en 15 intérieur ou en extérieur, • il est possible d'ajouter dans l'huile, lors de l'étape de trempage, des colorants naturels. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre. 20 Le procédé selon l'invention a pour objet de traiter le bois transformé, c'est à dire du bois découpé en poutres, planches, rondins, poteaux, voliges, piquets et toutes formes d'éléments utilisables pour la construction ou la décoration d'intérieur. Le procédé selon l'invention se caractérise par la succession de trois étapes : 25 - une étape de conditionnement du bois à une humidité supérieure ou égale à 30% par rapport à la masse du matériau, 2906493 4 -une étape de chauffage dans un séchoir sous vide à une température d'au moins 60 C et à une pression inférieure à la pression atmosphérique, - une étape de trempage dans de l'huile à température ambiante. Chaque étape étant de préférence réalisée dans un site spécifique malgré le 5 fait qu'un appareillage unique pourrait être employé pour effectuer les trois étapes. Le bois transformé peut être employé tel quel pour l'étape de chauffage si son humidité est supérieure ou égale à 30%, s'il s'agit de bois frais notamment. 10 Si le bois est trop sec il est envisagé d'arroser le matériau ou de le placer dans une cuve remplie d'eau pour l'humidifier, et cela plusieurs heures durant si nécessaire, un séjour en autoclave, selon la durabilité conférée au matériau, est également envisageable avant le passage à l'étape suivante de chauffage. 15 L'humidité de 30% du bois doit être comprise dans le sens que 30% de la masse du matériau est de l'eau. Une humidité élevée du bois en première étape de traitement est importante afin que les fibres gonflent et que l'eau du matériau soit plus facile à évaporer dans l'étape suivante de chauffage. Plus l'humidité du matériau à la fin de 20 l'étape de conditionnement est élevée et meilleur est le traitement global du bois, c'est à dire que l'absorption, d'huile est plus importante et plus en profondeur dans le matériau. Après l'étape de conditionnement le bois est placé dans un autoclave pour l'étape de séchage en vapeur saturée. Selon l'invention dans cette étape la 25 pression appliquée au matériau est inférieure à 0.5 bar, et de préférence inférieure à 0.2 bar. Il a été trouvé particulièrement avantageux de se situer à 0.15 bar pour ce paramètre opératoire. 2906493 5 Une basse pression associée à une température modérée de l'ordre de 60 à 70 C est équivalente à une température de l'ordre de 240 C à pression atmosphérique selon les équilibres liquide ù vapeur de l'eau. L'espace intérieur de l'autoclave est saturé en vapeur d'eau du bois et le 5 traitement est appliqué pendant plusieurs heures de manière à assécher autant que possible le bois. Selon l'invention la durée de l'étape de chauffage est d'au moins trois heures et de préférence plus de quatre heures. Le temps de séjour dans l'autoclave est variable selon la section du bois à 10 dessécher, plus le bois est épais plus le temps est élevé. Le chauffage à température modérée sous vide permet le maintien de toutes les caractéristiques mécaniques du bois, la structure fibreuse n'est pas détériorée par une haute température, tous les composants du bois restent en l'état dans le matériau, seule l'eau est chassée. 15 A l'issue de l'étape de chauffage le bois chaud est immergé dans de l'huile à température ambiante, cette étape de trempage est d'au moins cinq minutes et de préférence de l'ordre de quinze minutes. Lors de cette opération de trempage l'huile remplit le réseau fibreux et chasse l'air et la vapeur d'eau résiduelle, il se produit alors un phénomène de 20 bulles d'huile autour du bois, l'huile pénètre dans le réseau fibreux et l'imprègne en profondeur, ce qui n'est que difficilement réalisable dans les procédés traditionnels dans lesquels l'huile est appliquée à haute température et sous pression, ou alors lorsque du bois non chauffé est simplement trempé dans l'huile. 25 Le passage du bois d'une température de 60 ù 70 C et un état de dépression vers un état à la pression atmosphérique avec une température ambiante se traduit par un effet d'aspiration et une sorte de fixation de l'huile dans le 2906493 6 réseau fibreux dont la porosité a été artificiellement augmentée par l'étape de chauffage. Le choc thermique généré lors de l'étape de trempage a pour effet d'enrober les fibres avec l'huile, à l'intérieur du bois, ce qui est très favorable pour la 5 protection du matériau. Afin que l'effet soit aussi marqué que possible il est important de passer très rapidement d'un état à l'autre, et donc, selon l'invention, le temps entre l'étape de chauffage et l'étape de trempage est aussi réduit que possible de manière à éviter que le bois reprenne de l'humidité et baisse en température, 10 ledit temps étant de moins de trente minutes. A l'issue de l'opération de trempage le bois est égoutté, on peut alors constater que l'huile est bien fixée dans le matériau contrairement à ce qui se passe dans les traitements classiques. Le bois fini commercialisé est sec au toucher ce qui représente un avantage 15 qualitatif important pour les utilisateurs. Selon l'invention l'huile employée dans l'étape de trempage est de l'huile de colza ou de l'huile de lin semi raffinée. Ces huiles étant bon marché le traitement d'imprégnation est peu coûteux. L'ensemble du traitement est très économe en énergie puisque la 20 température de l'étape de chauffage n'est pas très élevée, la création du vide est peu vorace en énergie, l'huile employée est bon marché et la dernière étape est effectuée à température ambiante. II est possible d'introduire des adjuvants dans l'huile utilisée dans l'étape de trempage selon diverses modifications de couleur qui peuvent être 25 souhaitées. Selon l'invention il est ajouté des additifs lors de l'étape de trempage dans le but de colorer le bois. 2906493 7 Plusieurs variantes sont possibles pour le procédé de traitement du bois sans sortir du cadre de l'invention, il peut par exemple être envisagé des variations notables sur la température et la dépression appliquée dans l'étape de chauffage, les deux paramètres étant en corrélation étroite. Il peut aussi 5 être appliqué des temps de séjour variables dans l'étape de chauffage et dans l'étape de trempage. Différents additifs peuvent être ajoutés dans l'huile employée pour le trempage, dont la qualité peut varier dans une large plage, de préférence il est employé une huile semi-raffinée, il peut cependant être envisagé l'emploi 10 d'une huile brute ou d'un produit plus pur sans sortir du cadre de l'invention. Différents moyens mécaniques peuvent être envisagés également pour transférer le bois entre l'enceinte de chauffage et le bac de trempage, il peut également être prévu d'insérer l'huile directement dans l'autoclave, si l'installation le permet, et donc d'employer un seul container pour le 15 chauffage et le trempage, bien que ce ne soit pas la solution préférée. De multiples moyens connus sont envisageables pour conférer au bois une humidité élevée avant passage dans l'autoclave pour l'étape de chauffage, sans sortir du cadre de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et 20 représentés à titre d'exemples, mais elle comprend aussi tous les équivalents techniques ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1- Procédé de traitement du bois transformé, par exemple sous forme de poutres, planches, rondins, poteaux, caractérisé par le fait qu'il présente la 5 succession des étapes suivantes : - une étape de conditionnement du bois à une humidité supérieure ou égale à 30% par rapport à la masse du matériau, - une étape de chauffage dans un séchoir sous vide à une température d'au moins 60 C et à une pression inférieure à la 10 pression atmosphérique, - une étape de trempage dans de l'huile à température ambiante. 2- Procédé de traitement du bois selon la revendication 1 dans lequel la pression appliquée au matériau dans l'étape de chauffage est inférieure à 0.5 bar, et de préférence inférieure à 0.2 bar. 15 3- Procédé de traitement du bois selon la revendication 2 dans lequel la durée de l'étape de chauffage est d'au moins trois heures et de préférence plus de quatre heures. 4- Procédé de traitement du bois selon la revendication 3 dans lequel la durée de l'étape de trempage est d'au moins cinq minutes et de préférence 20 de l'ordre de quinze minutes. 5- Procédé de traitement du bois selon la revendication 4 dans lequel le temps entre l'étape de chauffage et l'étape de trempage est aussi réduit que possible de manière à éviter que le bois reprenne de l'humidité et baisse en température, ledit temps étant de moins de trente minutes. 2906493 9 6- Procédé de traitement du bois selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel l'huile employée dans l'étape de trempage est de l'huile de colza ou de l'huile de lin semi raffinée. 7- Procédé de traitement du bois selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel il est ajouté des additifs lors de l'étape de trempage dans le but de colorer le bois.