Le bois qui se protège

Aujourd'hui, la sciure de bois finit généralement dans le four. Demain, elle pourrait protéger les maisons contre le feu. Des chercheurs de l'ETH Zurich et de l'Empa ont développé un matériau composite qui associe les déchets de bois au minéral struvite et atteint ainsi la classe de résistance au feu des panneaux de ciment traditionnels. Le matériau se protège lui-même, peut être recyclé et provient en partie de stations d'épuration.

Des millions de tonnes de sciure sont produites chaque année dans le monde. La plus grande partie est brûlée, le CO2 lié au bois retourne dans l’atmosphère. C’est précisément là qu’intervient l’équipe de recherche du doctorant Ronny Kürsteiner, sous la direction d’Ingo Bungert, professeur de matériaux à base de bois à l’EPF de Zurich. L’objectif est de garder la sciure plus longtemps dans le cycle des matériaux.

L’astuce avec le noyau de pastèque
Le liant est la struvite, un phosphate d’ammonium et de magnésium cristallin aux propriétés ignifuges connues. Le problème jusqu’à présent était que la struvite se liait mal à la sciure de bois en raison de son comportement de cristallisation. Les chercheurs ont trouvé la solution dans une enzyme extraite de graines de pastèque. Cette enzyme contrôle la cristallisation de manière à ce que de gros cristaux de struvite se forment et remplissent les espaces vides entre les particules de sciure, les liant solidement entre elles. Le matériau compressé est ensuite séché à température ambiante.

Trois fois plus longtemps que le bois d’épicéa
Les tests d’incendie réalisés à l’école polytechnique de Turin parlent d’eux-mêmes. Dans un calorimètre à cône, une méthode d’essai standardisée pour l’action de la chaleur, du bois d’épicéa non traité a pris feu après environ 15 secondes. Le composite struvite-sciure a mis plus de trois fois plus de temps. Une fois en feu, le matériau forme rapidement une couche protectrice de matière inorganique et de carbone qui freine la propagation. De plus, la struvite libère de la vapeur d’eau et de l’ammoniaque sous l’effet de la chaleur, ce qui a un effet refroidissant et prive le feu d’oxygène.

Plus léger que le ciment, meilleur pour le climat
Les panneaux de particules traditionnels liés au ciment, aujourd’hui très répandus dans l’aménagement intérieur, sont composés de 60 à 70 % de ciment en poids. Ils sont lourds et nuisent au climat lors de leur fabrication. Les nouveaux panneaux de sciure de struvite se contentent de 40 pour cent de liant. Ils sont plus légers, ont un bilan climatique nettement meilleur et n’atterrissent pas dans les décharges spéciales après la démolition.

Recyclables et utilisables comme engrais
Le composite peut être décomposé en ses composants. Mécaniquement dans le broyeur, puis chauffé à un peu plus de 100 degrés, ce qui libère de l’ammoniaque et permet de tamiser la sciure. Le matériau minéral de base, la newberyite, tombe sous forme solide et peut être à nouveau transformé en struvite. Si l’on ne recycle pas le matériau, on peut l’utiliser comme engrais à long terme. La struvite libère lentement et de manière contrôlée le phosphore, l’azote et le magnésium dans le sol.

La station d’épuration comme source de matière première
Un autre cycle se dessine. La struvite est produite en grande quantité comme sous-produit indésirable dans les stations d’épuration, où elle bouche les tuyaux et doit être éliminée à grands frais. « Nous pourrions utiliser ces dépôts comme matériau de base pour notre matériau de construction », explique Kürsteiner. Le fait que le matériau s’impose sur le marché dépend en premier lieu du coût du liant. Un problème qui pourrait être résolu grâce à cette source.