L’équipe de ProPopulus
Les possibilités qu’offre le bois ne cessent de surprendre. C’est un matériau durable, renouvelable, réutilisable et recyclable qui a non seulement des applications industrielles nombreuses et variées, de la fabrication de meubles à la construction de tours éoliennes et de gratte-ciel, en passant par l’emballage et le textile, mais qui contribue également à relever les défis posés par le changement climatique grâce à la séquestration du carbone.
Les chercheurs ont parcouru un long chemin depuis que l’homme a commencé à utiliser le bois pour fabriquer des outils. Aujourd’hui, grâce aux technologies appliquées, les nouveaux produits à base de bois comprennent, entre autres, du bois transparent plus solide et plus léger que le verre, des impressions 3D réalisées à partir de déchets de bois ou de papiers voire même des produits électroniques à base de bois, plus durables.
Ces avancées ouvrent une toute nouvelle gamme d’utilisation du bois et améliorent les méthodes de production des fournitures pour différentes industries, les rendant plus durables et rentables, dans un contexte où se tourner vers une économie verte circulaire biosourcée est une nécessité.
Du bois transparent pour la construction
Des chercheurs de l’université du Maryland ont mis au point une nouvelle méthode pour transformer le bois en un matériau transparent. Ce matériau est presque aussi transparent que le verre, mais il est plus solide et possède de meilleures capacités d’isolation.
La cellulose et la lignine sont les deux principaux ingrédients du bois. Son manque de transparence provient de la combinaison de ces deux composants : la lignine absorbe la lumière et les chromophores -molécules présentes dans la lignine- donnent au bois un aspect brun ; les fibres du bois sont principalement constituées de cellulose et sont des structures tubulaires creuses qui diffusent la lumière, ce qui réduit encore la transparence du bois. Les premières tentatives pour rendre le bois transparent visaient à éliminer la lignine, mais elles étaient chimiquement dangereuses et consommaient beaucoup de temps et d’énergie.
La nouvelle approche est facile et bon marché. En utilisant du peroxyde d’hydrogène, un produit chimique couramment utilisé pour décolorer les cheveux, les scientifiques ont modifié les chromophores, de sorte qu’ils n’absorbent plus la lumière et ne donnent plus de couleur au bois.
Ils ont badigeonné des planches de bois d’un mètre de long et d’un millimètre d’épaisseur de peroxyde d’hydrogène, puis les ont laissées sous la lumière du soleil pendant environ une heure, ce qui a fait disparaître les chromophores en laissant la lignine intacte, mais en rendant le bois blanc. L’étape suivante a consisté à imprégner le bois d’une époxy transparente et résistante conçue pour un usage marin, qui a rempli les espaces et les pores du bois avant de durcir. Ce procédé a rendu le bois blanc transparent.
Le processus peut être appliqué à de grandes pièces de bois, ce qui pourrait conduire à la production de matériaux de construction transparents qui pourraient remplacer le verre, en offrant des propriétés supplémentaires de dureté et d’isolation.
Le bois augmenté
Actuellement, l’entreprise française Woodoo, spécialisée dans la science des matériaux et basée à Paris, travaille avec des partenaires sur un projet appelé Woodoo Augmented Wood. La recherche est axée sur l’intégration de l’électronique dans un bois sensible au toucher qu’elle a mis au point. L’industrie automobile est très intéressée par ce développement, car le matériau, qui transmet la lumière, peut être utilisé pour fabriquer des « panneaux en bois pour les ‘tableaux de bord tactiles’ des voitures », comme l’explique Timothée Boitouzet dans un article récent.
L’impression 3D avec du bois
Il y a quelques jours, l’entreprise d’impression 3D Desktop Metal a lancé Forust, un nouveau procédé qui permet de recycler la cellulose et la lignine, qui sont des sous-produits de l’industrie du bois et du papier, en les rematérialisant pour en faire des pièces de bois à usage unique par impression 3D à grande vitesse.
Cette technologie brevetée de fabrication additive par injection de liant en un seul passage offre aux architectes, aux fabricants et aux concepteurs un nouveau moyen de produire de manière rentable et rapide des produits en bois personnalisés haut de gamme pour la décoration intérieure, les intérieurs, les transports et la conception architecturale, avec une empreinte carbone réduite.
LED et électronique à base de bois
Le professeur Berglund, qui dirige le projet WoodNanoTech, utilise le bois comme modèle pour les nanotechnologies. Le processus pour y parvenir implique de retirer la lignine, d’introduire un polymère optiquement compatible et d’ajouter d’autres technologies pour élargir sa fonctionnalité. L’une des applications les plus intéressantes pour M. Berglund consiste à intégrer des points quantiques dans le bois pour créer des diodes électroluminescentes (DEL). « L’idée est que votre plafond soit un panneau de bois, et que le panneau de bois ait cette fonction de LED, de sorte que vous puissiez avoir un éclairage intérieur directement à partir du plafond », a-t-il expliqué aux médias.
L’électronique à base de bois constitue un autre axe de recherche intéressant. L’unité de recherche en microélectronique de l’université d’Oulu, en Finlande, étudie actuellement la possibilité d’utiliser le bois pour fabriquer un dispositif radio 6G.
« En 6G, la fréquence du signal est de 300 gigahertz, et la longueur d’onde est telle que la taille de l’antenne ne doit pas dépasser un millimètre », explique Sami Myllymäki, chercheur postdoctoral.