Le collage du bois

La fabrication de produits collés requiert une parfaite conception des joints. Plusieurs paramètres

peuvent être très pénalisants s’ils sont mal contrôlés pendant la fabrication. Un des facteurs

déterminant est l’état des surfaces à encoller. En effet, celles-ci doivent être lisses et exemptes de

tous contaminants tels que les poussières, les fibres arrachées, les résines et huiles…, susceptibles

d’empêcher la pénétration de l’adhésif dans le bois. D’autres paramètres sont tout aussi importants

pour permettre un assemblage résistant. Une humidité du bois trop élevée empêche le mouillage de

la surface. Quant à la température, elle, accélère le durcissement de la colle. Les bois à encoller

doivent être propres, secs et rester dans cet état jusqu’à l’encollage [55]. Bien sûr, la qualité du

collage dépend aussi des conditions de travail dans lesquels est réalisé l’assemblage. Il est donc

important de surveiller les paramètres suivants :

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Température,

Humidité de l’air,

Propreté du poste de travail (poussières),

Adhésif frais et adapté au matériau,

Bonne adsorption et bon mouillage,

Pas de mouvements des éléments pendant le processus de prise,

Durée de prise,

Pression,

Durée de vie en pot de l’adhésif.

1.3.2.1 Les différentes colles utilisées

En raison d’une énorme diversité d’adhésifs servant au collage du bois présents sur le marché, il est

important de bien définir le produit fini que l’on veut et les conditions dans lesquelles il sera

industriellement produit. Depuis l’apparition de l’assemblage par collage, plusieurs colles ont été

développées dont voici un bref descriptif :

Caséines

Les colles caséines sont probablement les plus anciennement utilisées pour le collage des joints des

lamellé-collé. Utilisées dès les années 1920, elles sont principalement constituées de la protéine du

lait Caséine. Le défaut majeur de cette colle réside dans le fait qu’elle soit constituée de protéines

favorisant ainsi les attaques du joint de colle par les champignons. De plus, elles ne sont pas

résistantes à l’exposition à l’humidité [56].

Urée-Formol

Les colles formées à base d’urée-formaldéhydes sont très nombreuses dans l’industrie du bois. Ces

adhésifs requièrent une basse température de polymérisation [57]. Ces colles, souvent peu chères,

garantissent un usage limité quant aux domaines d’application du produit fini. En effet, celles-ci

sont sensibles à l’humidité et sont recommandées pour un usage en intérieur sec [58].

Mélamine-Urée-Formol

Les colles Mélamine-Urée-Formol sont semblables aux colles Urée-Formol. Cependant, le fait de

remplacer un groupe Urée par un groupe Mélamine permet d’augmenter la résistance à l’humidité

de l’adhésif du fait que ce groupe ne soit pas soluble dans l’eau [55] [58].

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Phénol-Formaldéhyde

Il existe deux principaux types de colles Phénol-Formaldéhydes (PF): les colles « à chaud » et celles

« à froid ». Cependant, les adhésifs de type PF à froid ne sont pas recommandés car ils nécessitent

un catalyseur à forte acidité pouvant dégrader la surface du bois encollé [59]. Les adhésifs PF à

chaud (température de 110 à 140°C) produisent des joints comportant un bon vieillissement

résistant à l’humidité [60, 61].

Résorcinol-Formaldéhyde et Phénol-Résorcinol-Formaldéhyde

Du fait de leur prix élevé, les résorcines sont de moins en moins utilisées à l’état brut, mais

mélangées avec une colle de type Phénol-Formaldéhyde [57]. Ceci permet, pour un coût moindre,

d’obtenir les mêmes résistances mécaniques avec une température de polymérisation plus basse que

les PF (15 à 20°C). Sa longue durée d’utilisation, retardant la polymérisation de la colle, est un des

points forts de cet adhésif pour une utilisation en climat tropical [62, 63].

Il est nécessaire de respecter les caractéristiques des adhésifs données par le fabricant afin d’éviter

de nombreux désagréments lors de l’étape du collage. Les principaux points à surveiller sont cités

ci-dessous [55].

Le grammage est le paramètre réglant la viscosité de la colle lors de son application. Un

grammage trop élevé empêche un étalement homogène de la colle, créant ainsi un joint non

conforme (joint épais), et inversement, un grammage trop faible étale de façon excessive la

colle créant ainsi des joints maigres.

La température et le temps de polymérisation représentent la durée de vie de la colle,

c'est-à-dire le temps de prise entre la colle et le bois. Plus la température ambiante est élevée, plus

le temps de polymérisation est réduit (temps d’exécution du collage réduit).

L’environnement du stockage de la colle agit sur le vieillissement de l’adhésif. L’humidité

et la température accélèrent la détérioration des produits.

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1.3.2.2 Caractérisation chimique des colles

structurales

Afin de créer un produit bois reconstitué pour des emplois structuraux, les résines utilisées dans

cette étude doivent satisfaire les exigences du type 1 de la norme NF EN 301 « Adhésifs de nature

phénolique et aminoplaste pour structures portantes en bois : classification et exigences de

performance »[64]. Comme précisé précédemment, deux types de résine peuvent être utilisés, la

Mélamine-Urée-Formol (MUF) et la Phénol-Résorcinol-Formaldéhyde (PRF). Notons que ces deux

colles sont thermodurcissables, c’est-à-dire qu’elles durcissent avec l’élévation de la température

[65].

Ces monomères (MUF et PRF) réagissent entre eux grâce à leurs fonctions chimiques et permettent

une polymérisation par l’ajout du durcisseur. Celui-ci joue un rôle de catalyseur dans le cas de la

MUF, pour le PRF, il permet de démarrer la polymérisation. Ainsi, la résine se solidifie par

polycondensation, c’est-à-dire, qu’une molécule d’eau est produite lors des réactions chimiques.

Cette étape de durcissement se fait dans toutes les directions, créant ainsi un polymère

tridimensionnel qui augmente la résistance thermique et mécanique de la colle [66].

Cette molécule d’eau, produite lors du durcissement de la colle, doit être évacuée lors de la

formation du joint de colle ; sinon, en restant à l’interface, elle empêchera l’adhésion de la résine

sur le support. Dans le cas des bois peu denses, il est supposé que celle-ci pénètre dans le support

car ce matériau est défini comme absorbant [67]. Les bois denses (densité > 0.7) eux, sont

considérés comme non absorbants car leur forte densité et leur faible imprégnation ne leur

permettent pas d’absorber cette molécule d’eau [66].

Dans le document Étude de faisabilité de lamellé-collé endémique en Guyane française (Page 38-41)