L’exsudation de résine est un problème courant qui apparaît sous l’effet de la chaleur ou du soleil, généralement à partir d’une température critique se situant entre 70-80°C, laquelle est facilement atteinte pour des expositions extérieures plein soleil en orientation sud l’été. Ce phénomène est particulièrement important au niveau des nœuds du bois. Ils posent des problèmes lors de l’application des revêtements et accélèrent le vieillissement des bois résineux en utilisation extérieure en dégradant prématurément les couches protectrices en formant des fissures, des cloques, des craquelages et des pertes d’adhérence de la finition. Une réduction de l’exsudation de la résine permettrait d’améliorer sensiblement la durabilité des produits résineux pour des applications extérieures comme le lambris. En outre, cela rendrait le bois plus attractif par rapport aux alternatives comme le PVC ou l’aluminium.
L’objectif de cette étude était de développer plusieurs stratégies pour réduire l’exsudation de résine de l’épinette blanche qui est souvent utilisée pour des applications de lambris extérieur au Québec. Plus précisément, le projet a eu pour objectifs :
- la caractérisation physico-chimique de la résine;
- la cartographie des nœuds susceptibles d’exsuder;
- la détermination des stratégies de réduction de résine et leur sélection selon l’efficacité;
- l’évaluation à long terme des meilleures stratégies.
De manière générale, cette étude a permis de diviser les nœuds selon quatre catégories distinctes : nœuds encastrés lisses (45 %), nœuds encastrés rugueux (10 %), nœuds sains lisses (30 %) et nœuds sains rugueux (15 %). Une cartographie s’appuyant sur plusieurs édifices a permis de démontrer que les nœuds encastrés et sains lisses exsudaient beaucoup comparés aux deux autres catégories. La résine de l’épinette blanche est principalement constituée de terpènes avec des fonctions aromatiques, alcènes, aldéhydes et alcools. Il est aussi probable que des fonctions acides, cétones et esters soient présentes. La température de transition vitreuse de cette résine est d’environ 90°C. Parmi les stratégies testées, l’obstruction des pores à l’aide d’une résine radio-polymérisable et d’une résine époxy semblerait fournir une bonne durabilité à long terme (8 ans et plus), viendrait ensuite l’utilisation d’une couche de fond (primer) développée pour l’exsudation de résine et l’ionisation du bois (moins de 5 ans) et finalement l’utilisation de revêtements classiques dont les performances varient selon le type de résine, l’épaisseur et le type d’application.
Au cours des dernières décennies, l’utilisation du bois dans la fabrication des fenêtres a constamment diminuée. En 2006, les fenêtres en bois ne représentaient plus que 2 % du marché global canadien. En tenant compte des fabrications hybrides (bois/PVC ou bois/aluminium), ce dernier atteignait à peine 13 %. Deux facteurs expliquent ce phénomène : faible durabilité et entretien plus fréquent du bois en comparaison de ses principaux compétiteurs (PVC et aluminium). L’objectif de ce projet est donc d’augmenter l’utilisation du matériau bois dans la construction des fenêtres.
L’objectif spécifique de cette étude est de développer une stratégie de protection à long terme qui permettrait de palier les points négatifs précédemment développés, tout en gardant les principaux avantages du bois : propriétés d’isolation thermique (Van de Lindt etal., 2008 ; Kawasaki et al., 2006 ; Shogsberg et al., 2005), recyclable, biodégradable, peu énergivore et aspect visuel.
En s’appuyant sur des travaux académiques antérieurs, concernant la décoloration du bois, ce projet avait pour objectifs de développer un système de finition permettant la conservation de la couleur originale du bois, ainsi que de réaliser un examen approfondi de la modification et du traitement de la surface du bois afin d’en stabiliser la couleur.
Tout d’abord, le projet consistait à étudier la possibilité d’intégrer des additifs organiques (AES, absorbeurs UV…) et inorganiques (oxydes métalliques nanométriques) dans un système de finition de référence existant et obtenu en collaboration avec la société Laurentide Inc. L’objectif particulier de cette approche à court terme était d’évaluer l’efficacité des systèmes nanométriques et d’en faciliter l’utilisation par les fabricants de revêtements.
Ensuite, le projet s’est concentré sur l’étude de l’influence des différents traitements en volume et en surface du bois (acétylation, plasma, thermique). Cette approche à long terme, avait pour objectif de modifier la structure du bois, soit pour accélérer la décoloration avant utilisation, soit pour lui fournir une meilleure durabilité en présence ou non d’un revêtement de protection.
L’ensemble de ces tests a été réalisé dans l’optique d’une utilisation intérieure des produits en bois.
