PICCIRILLI, Antoine (18 Chemin de Tison, Poitiers, F-86000, FR)
TRICOIRE, Sabrina (11 rue Cygon, Migne-Auxances, F-86440, FR)
SOUM, Stéphane (11 rue Cygon, Migne-Auxances, F-86440, FR)
BARBIER, Jacques (24 Allée des Fourserettes, Montamise, F-86360, FR)
PICCIRILLI, Antoine (18 Chemin de Tison, Poitiers, F-86000, FR)
TRICOIRE, Sabrina (11 rue Cygon, Migne-Auxances, F-86440, FR)
SOUM, Stéphane (11 rue Cygon, Migne-Auxances, F-86440, FR)
REVENDICATIONS
1. Utilisation d'au moins une huile époxydée d'origine naturelle et/ou d'au moins un dérivé d'huile époxydée d'origine naturelle pour le traitement du bois.
2. Utilisation selon la revendication 1, pour protéger le bois des agressions extérieures. 3. Utilisation selon la revendication 1 ou 2, pour protéger le bois contre l'humidité et contre les rayonnements Ultraviolet.
4. Utilisation selon l'une des précédentes revendications, caractérisée en ce que l'huile époxydée est une huile végétale époxydée.
5. Utilisation selon l'une des précédentes revendications, caractérisée en ce que l'huile époxydée est choisie parmi les huiles de soja, de lin, de cameline, de colza, de tournesol, de maïs, de coton ou d'arachide.
6. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'huile époxydée est une huile animale ou une huile d'algue(s).
7. Utilisation selon l'une des précédentes revendications, caractérisée en ce que l'huile époxydée est une huile obtenue suite à l'action de micro-organismes sur des matières premières et composés naturels par des procédés de biofermentation et/ou de biosynthèse.
8. Utilisation selon l'une des précédentes revendications, caractérisée en ce que l'huile présente un répartition en acides gras compris entre 12 et 22 atomes de carbone.
9. Utilisation selon l'une des précédentes revendications, caractérisée en ce que l'huile est une huile raffinée ou semi raffinée.
10. Procédé de traitement du bois par imprégnation du bois sous vide à chaud, en présence d'au moins une huile époxydée d'origine naturelle et/ou d'au moins un dérivé d'huile époxydée d'origine naturelle.
11. Procédé de traitement du bois selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'huile époxydée est une huile végétale époxydée.
12. Procédé de traitement du bois selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'huile époxydée est choisie parmi une huile de soja, de colza, de tournesol, de maïs, de coton, d'arachide, de lin ou de cameline.
13. Procédé de traitement du bois selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'huile époxydée est une huile animale ou une huile d'algue(s).
14. Procédé de traitement du bois selon l'une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - séchage du bois,
- dégazage du bois sous vide,
- immersion totale du bois dans une huile époxydée d'origine naturelle et/ou un dérivé, préchauffée,
- maintien sous vide pendant une durée comprise entre 15 et 240 minutes,
- soutirage à chaud de l'huile et/ou du dérivé, puis tirage sous vide pendant une durée comprise entre 15 et 240 minutes,
- cassage du vide et refroidissement.
15. Procédé de traitement du bois selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- séchage du bois à une température comprise entre 90 et 110 0 C,
- dégazage du bois sous un vide compris entre 700 et 750 mbar,
- immersion totale du bois dans une huile époxydée d'origine naturelle et/ou un dérivé, préchauffée à température comprise entre 100 et 140 0 C, - maintien sous un vide compris entre 700 et 750mbar pendant une durée comprise 20 et 40 minutes, - soutirage à chaud de l'huile et/ou du dérivé puis tirage sous un vide compris entre 700 et 750 mbar pendant une durée comprise entre 20 et 70 minutes,
- cassage du vide et refroidissement. |
PROCEDE DE TRAITEMENT DU BOIS PAR DES AGENTS D'ORIGINE
NATURELLE
La présente invention se rapporte à l'utilisation d'agents d'origine naturelle issus de matières premières renouvelables, pour le traitement du bois en particulier pour le protéger contre les agressions extérieures, et procédé de traitement du bois. Le bois est un matériau naturel très utilisé dans la construction : charpentes, toitures, clôtures, constructions extérieures, etc.
Néanmoins, le bois est extrêmement sensible aux stress environnementaux, tels que l'humidité, les rayonnements Ultraviolet, les micro-organismes ou encore l'attaque d'insectes xylophages, qui conduisent à une altération de ses propriétés mécaniques et de son aspect.
Il est donc nécessaire de traiter le bois pour le protéger et améliorer sa résistance.
On connaît différentes techniques industrielles de traitement du bois, en particulier asec des produits chimiques issus de la chimie de synthèse, minérale ou organique, tels que des insecticides, des fongicides, des sels métalliques, etc. Ces produits sont généralement appliqués sur le bois par imprégnation directe et sous pression atmosphérique ou haute pression.
Toutefois ces techniques de traitement du bois sont coûteuses et surtout dangereuses car elles mettent en oeuvre des produits toxiques pour l'homme et pour l'environnement.
On sait également que certaines huiles peuvent être utilisées pour protéger le bois de l'humidité. En particulier, "B.F. Tjeerdsma et coll, Process Development
of Treαtment of Wood with modif ied Hot oil ; Proceedings of the second
Europeαn Conférence on Wood Modification, Gôttingen, Germany 2005 ", propose d'utiliser des huiles de lin ou de colza modifiées chimiquement par l'anhydride maléique, pour hydrofuger des matériaux ligno-cellulosiques et leur conférer une plus grande durabilité. Le traitement du bois est réalisé par thermo-huilage à chaud sous pression : les huiles végétales modifiées sont appliquées sur le bois par imprégnation à 180 0 C sous pression de 9 bars.
Si cette méthode de traitement permet d'obtenir des bois plus stables que des bois non traités, elle n'est pas non plus satisfaisante et altère l'aspect du bois qui devient plus coloré.
Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant une méthode de traitement du bois, économique, non toxique pour l'homme et l'environnement, qui protège efficacement le bois des agressions extérieures afin qu'il conserve ses propriétés mécaniques et son aspect d'origine. A cet effet, l'invention a pour objet l'utilisation d'au moins une huile époxydée d'origine naturelle et/ou d'au moins un dérivé d'huile époxydée d'origine naturelle pour le traitement du bois, en particulier contre les agressions extérieures. L'invention vise également un procédé de traitement du bois, par imprégnation sous vide à chaud en présence d'au moins une huile époxydée d'origine naturelle et/ou d'au moins un dérivé d'huile époxydée d'origine naturelle.
Par huile époxydée d'origine naturelle on entend une huile époxydée issue de matière première renouvelable.
Avantageusement, l'invention utilise des produits d'origine naturelle, non néfastes pour l'homme ou pour l'environnement. L'utilisation d'huile époxydée d'origine naturelle et/ou de dérivés permet de conserver les propriétés et l'aspect du bois et de le protéger contre les agressions environnementales, en particulier contre l'humidité et contre les rayonnements Ultraviolet (UV).
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description en détail de l'invention qui va suivre.
La présente invention vise donc l'utilisation d'au moins une huile époxydée d'origine naturelle et/ou d'au moins un dérivé d'huile époxydée d'origine naturelle pour le traitement du bois, en particulier contre les agressions extérieures.
L'utilisation d'huile époxydée d'origine naturelle et/ou d'au moins un dérivé d'huile époxydée d'origine naturelle permet notamment de protéger le bois contre l'humidité et contre le rayonnement UV en empêchant un vieillissement accéléré des bois traités (noircissement, fissures, etc.) L'invention vise également un procédé particulier de traitement du bois, par imprégnation sous vide à chaud en présence d'au moins une huile époxydée d'origine naturelle et/ou d'au moins un dérivé d'huile époxydée d'origine naturelle. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'huile époxydée d'origine naturelle est issue de la biomasse renouvelable terrestre et marine. II peut s'agir d'une huile végétale époxydée ou encore d'une huile animale époxydée ou d'une huile issue de micro et/ou de macro-algue(s) époxydée. Préférentiellement il s'agit d'une huile végétale époxydée, choisie notamment parmi les huiles de colza oléique et érucique, de lin, de tournesol, de ricin, de soja, de palme, palmiste, de coprah, de maïs, de coton, d'arachide, de son de riz, d'olive ou de tung. Encore plus préférentiellement , l'huile utilisée est une huile végétale époxydée de soja, de colza, de tournesol, de maïs, de coton, d'arachide, de lin ou de cameline.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'huile époxydée d'origine naturelle est une huile issue d'organismes vivants d'origine animale ou de microorganismes. A titre d'exemple on peut citer les huiles de poisson ou l'huile de suif.
Selon une variante, l'huile époxydée est une huile obtenue suite à l'action de micro-organismes sur des matières premières et composés naturels par des procédés de biofermentation et/ou de biosynthèse.
De façon préférée, l'huile époxydée d'origine naturelle utilisée pour la mise en oeuvre du procédé de traitement du bois selon l'invention, est une huile présentant une répartition en acides gras comprise entre 12 et 22 atomes de carbone.
Préférentiellement ladite huile est raffinée ou semi raffinée. Selon un mode de réalisation particulièrement adapté, le procédé de traitement du bois comprend la succession des étapes suivantes :
- séchage du bois,
- dégazage du bois sous vide,
- immersion totale du bois dans une huile époxydée d'origine naturelle et/ou un dérivé, préchauffée, - maintien sous vide pendant une durée comprise entre 15 et 240 minutes,
- soutirage à chaud de l'huile et/ou du dérivé, puis tirage sous vide pendant une durée comprise entre 15 et 240 minutes,
- cassage du vide et refroidissement. Un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, comprend la succession des étapes suivantes :
- séchage du bois à une température comprise entre 90 et 110 0 C,
- dégazage du bois sous un vide compris entre 700 et 750 mbar,
- immersion totale du bois dans une huile époxydée d'origine naturelle et/ou un dérivé, préchauffée à température comprise entre 100 et 140 0 C,
- maintien sous un vide compris entre 700 et 750mbar pendant une durée comprise 20 et 40 minutes,
- soutirage à chaud de l'huile et/ou du dérivé puis tirage sous un vide compris entre 700 et 750 mbar pendant une durée comprise entre 20 et 70 minutes,
- cassage du vide et refroidissement. Avantageusement, la mise en oeuvre de l'invention permet d'imprégner efficacement des corps gras d'origine naturelle dans le bois. Le bois ainsi traité est bien protégé contre les agressions environnementales.
Les bois traités par les huiles époxydées, en particulier les huiles végétales époxydées, s'avèrent résistants à l'action concomitante de l'humidité et du rayonnement UV. Ils ne subissent aucune sur-coloration ou craquellement lorsque ces derniers sont soumis à des stress hydriques et UV importants. La présente invention peut être illustrée par des tests non limitatifs, réalisés sur des tasseaux de bois de type épicéa traités avec différentes huiles.
1. Caractérisation des tasseaux de bois à traiter
Les caractéristiques des éprouvettes ou tasseaux d'épicéa utilisés pour les différents tests, sont présentées dans le tableau suivant :
Le degré d'humidité résiduelle avant séchage des éprouvettes à l'étuve à 105 0 C pendant 20 minutes, est de l'ordre de 10% en poids. Ce taux d'humidité chute à 1% après séchage à 105 0 C pendant 48 heures dans une étuve thermorégulée. La capacité d'absorption d'eau après séchage est de 20%.
Pour réaliser des essais reproductives et s'affranchir de l'eau résiduelle, les éprouvettes de bois sont toutes préalablement séchées 48 heures à 105 0 C avant chaque imprégnation de corps gras selon l'invention.
2. Caractérisation des huiles d'origine naturelle utilisées
Trois huiles sont testées : l'huile de tournesol classique, l'huile de soja et l'huile de soja époxydée.
Les caractéristiques des ces huiles sont présentées dans le tableau suivant
3. Protocole de traitement du bois
Le procédé est reproduit pour chaque huile testée. Il est effectué sous un vide léger (700 mbar) dans un réacteur double enveloppe de 10 litres. Après imprégnation, la matière grasse est soutirée, puis les tasseaux sont égouttés sous vide à chaud dans le réacteur. Le procédé comprend la mise en oeuvre des étapes suivantes :
- préparation du réacteur
- placer l'huile dans une étuve à 120 0 C,
- chauffer la double enveloppe du réacteur à 120 0 C,
- traitement du bois - placer les tasseaux dans le réacteur et dégazer sous vide léger (750mbar) pendant 30 minutes,
- au bout de 30 minutes, introduire l'huile préalablement chauffée à 120 0 C,
- appliquer au système un vide de 750 mbar,
- l'imprégnation dure 30 minutes, - récupération du bois traité :
- soutirer à chaud la matière grasse,
- tirer sous 750 mbar pendant 1 heure,
- au bout d'une heure, casser le vide et éteindre la chauffe, - retirer les tasseaux du réacteur.
4. Analyses réalisées
Deux analyses sont réalisées sur le bois traité : la teneur en matière grasse extractible et l'absorption d'eau.
Pour la teneur en matière grasse extractible, c'est-à-dire non retenue dans la bois : la matière grasse extractible des éprouvettes est extraite pendant 10 heures selon la norme V 03-908 juin 1988 (extraction à l'hexane). Le solvant est ensuite distillé. La matière grasse ainsi obtenue est pesée. La teneur en huile extractible de l'éprouvette est exprimée en pourcentage de matière sèche.
Pour l'absorption en eau : les éprouvettes sont immergées dans l'eau pendant 24 heures. Elles sont ensuite essuyées et pesées. La quantité d'eau imprégnée est exprimée en pourcentage de masse sèche (bois sec).
5. Résultats obtenus
En grisé : essώs réalisés sans retrait de la matière grasse extractible
On constate que le procédé selon l'invention dans les conditions des présents essώs, permet d'imprégner le bois avec des pourcentages de matière grasse compris entre 3 et 5% en poids de bois sec.
En fonction de l'huile testée, le pourcentage de matière grasse retenue est compris en 6 et 26%, ce pourcentage correspondant à une forte interaction avec la matrice ligno-cellulosiques.
Avantageusement les huiles de soja époxydée appliquées selon la présente invention, permettent d'abaisser le pourcentage de reprise en eau du bois de -38%.
L'utilisation d'huile de soja époxydée permet donc d'atteindre un taux d'hydrof ugation de 40% environ.