Les enjeux de l’imprégnabilité et de la perméabilité du bois : importance et application

I.3.1. Perméabilité et imprégnabilité

La perméabilité est la propriété d’un corps ou d’un milieu solide comme un sol, une roche, à laisser pénétrer un fluide, liquide ou gaz sous l’effet d’une différence de potentiel comme un écart de pression.

Elle reçoit des qualitatifs relatifs à son ordre de grandeur (perméabilité élevée, faible), aux rapports entre la structure du milieu (anisotropie) et direction moyenne du flux (perméabilité directionnelle, horizontale, verticale…) ou encore à l’état de saturation du milieu (perméabilité relative d’un milieu non saturé).

L’étude de la perméabilité du bois dans ses trois directions d’anisotropie a montrée :

- Très forte anisotropie (rapport de 100 à 1000 entre la direction longitudinale et la direction radiale)

- Très forte hétérogénéité macroscopique (rapport de 1 à 100 pour la perméabilité entre aubier et duramen) ;

- Très forte hétérogénéité microscopique (fibre, trachéides, bois initial et bois final) ; Ceci est lié à la structure complexe du bois, qui est moins accentuée chez les résineux que chez les feuillus, sachant que la perméabilité calculée à partir de mesures expérimentales sur le bois dépend de la longueur de l’échantillon, remettant en cause la notion de paramètre intrinsèque (Siau 1984, Karimi 1995 in Ghazil 2010).

Alors que l’imprégnabilité est considérée comme la quantité de liquide qui peut imprégner un solide exprimée en m³.kg^-1. En milieu industriel surtout dans le domaine de la préservation du bois Il ya toujours une confusion entre perméabilité et imprégnabilité, mais on peut dire que l’imprégnabilité augmente avec la perméabilité et que tout matériau perméable est généralement imprégnable.

Comme les autres propriétés du bois, l’imprégnabilité diffère d’une part selon la direction anatomique (direction d’anisotropie), d’autre part suivant un certain nombre de facteurs structurels, entrant en jeu : densité, anatomie….

Dans la norme EN350-2, une classification à 4 niveaux d’imprégnabilité est utilisée (Ghazil, 2010) :

Niveau 1 : imprégnable

Niveau 2 : moyennement imprégnable

Niveau 3 : peu imprégnable

Niveau 4 : Non imprégnable

Il n’ya pas d’essais normalisé de l’évaluation de l’imprégnabilité. Les informations données découlent de constatations générales rencontrées lors de l’application de traitement vide pression en autoclave. Les données de la norme EN250-2 concernant le Douglas figure dans le tableau I.2

Tableau I. 2. Imprégnabilité du Douglas

Niveau d’imprégnabilité

Duramen Aubier

4 1

I.3.2. Importance de l’imprégnabilité dans certains traitement du bois

L’imprégnabilité du bois aux liquides joue un rôle primordial dans certaines techniques du traitement du bois tel que la préservation, la fabrication de la pâte, ou encore dans l’opération d’étuvage (bouillotage) avant déroulage. Le temps et les conditions du traitement sont conditionnés par l’imprégnabilité, ce qui en fait un facteur crucial pour la qualité du produit final.

Le bois est un matériau composite naturel, utilisé depuis fort longtemps dans de nombreuses applications qui peut subir des agressions climatiques physiques, chimiques et biologiques lorsqu’il est utilisé en extérieur. Les polymères lignocellulosiques étant responsables de la plupart des propriétés physiques et chimiques du bois, leur dégradation entraîneront une altération des propriétés naturelles.

L’imprégnation des bois à faible imprégnabilité est extrêmement difficile essentiellement lors de l’injection des conservateurs et des résines ou tous simplement de l’eau. Dans l'industrie

des pâtes à papier, la faible perméabilité du bois peut s’opposer à la pénétration des produits chimiques en profondeur et en quantité suffisante et obliger le recours à des copeaux de plus petite dimension, conséquent d’une plus grande utilisation de produits chimiques et une hausse de la consommation d'énergie.

L’amélioration de l’imprégnabilité des essences réputées difficilement imprégnables est d’un grand intérêt d’une part pour les industries de déroulage puisque ceci réduit le temps d’étuvage (bouillotage) et d’autre part pour les industries de la deuxième transformation puisque ceci retentit sur la durabilité de leur produit fini. Cette amélioration permet un gain en énergie et en matière ligneuse très important et peut relancer l’économie de la filière de bois en augmentant l’utilisation de bois indigènes de qualité moyenne ou de durabilité naturelle faible.

I.3.3. Les techniques d’imprégnation

L’imprégnation du bois a généralement pour objectif de preserver le bois, c'est-à-dire lui conférer une protection contre les agents Pathogène biotiques (insectes, champignons) et abiotique (soleil, lune, pluie).

Les méthodes d’imprégnation du bois sont multiples. La plus simple des méthodes est le badigeonnage qui consiste à appliquer le produit au pinceau. Ensuite, le trempage permet une application plus homogène. Ces deux méthodes sont des traitements superficiels du bois.

I.3.3.1. Imprégnation par trempage

Le bois est simplement plongé dans un bac de traitement (figure I.34). Le produit pénètre sous pression atmosphérique à l’intérieur du bois. L’éfficacité de ce traitement dépend énormement des caractéristiques du bois traité et de la classe de son imprégnabilité.

Figure I 34: Traitement du bois par trempage

I.3.3.2. Imprégnation par procédé boucherie

Cette technique nécessite une certaine pression générée par la gravité du liquide. La sève à l’intérieur du bois fraichement abattu est substituée par le produit de traitementdéversé depuis une certaine hauteur.

Figure I 35 . Traitement par boucherie

I.3.3.3. Imprégnation par autoclave

Ce traitement est le plus efficace quand à la pénétration du produit à l’intérieur du bois. Mais il nécessite plus d’énergie par rapport aux deux premières techniques (plus couteux). Il s’agit de mettre le bois dans une grande enceinte(autoclave) et d’appliquer dans un premier temps un vide initial afin d’enlever l’air des cavités du bois. Puis on procède à un remplissage de

l’autoclave sous vide, par le produit. Après cette étape, une vidange de l’autoclave est effectué puis un vide final appelé «de propreté »est appliquésur l’ensemble.

Figure I 36. Imprégnation par autoclave

(http://www.rolam.ro/fr/traitement-et-impregnation-du-bois)