Image Site Seaview18

Les composites Plastique/Bois ont-il un avenir ?

Résumé :

Une approche alternative à la production d’un composite bois-plastique (WPC) à partir de particules de bois, de poly (méthyl methacrylate) (PMMA/ATH) d’aluminium (PMMA/ATH) et de résine de méthylamine-urée-formaldéhyde (MUF) est proposée. La surface de la poudre PMMA/ATH a été modifiée avec des agents de couplage de silane fonctionnalisés à quatre degrés différents de modification : 0,3 %, 0,5 %, 1,0 % et 2,0 %. Une analyse de spectroscopie de photoélectron de rayon X (XPS) a été exécutée sur un matériel PMMA/ATH silane-modifié, et les résultats ont indiqué la présence des silanes chimiquement liés sur la surface. Des mesures d’angle de contact ont également été effectuées pour calculer les énergies libres de surface des poudres modifiées. Les angles de contact ont légèrement diminué l’énergie a augmenté avec le degré de modification de la surface. Les essais mécaniques des composites ont montré que différents degrés de modification de surface avaient une influence significative sur le module d’élasticité (MEO) et le module de rupture (MOR) des panneaux composites. Cependant, il n’y avait pas de différences significatives entre les silanes utilisées.

Avis The SeaCleaners :

Les matériaux composite bois/plastique sont sur les marchés depuis de nombreuses années.
Ils font l’objet de nombreuses innovations tant dans leurs compositions et leurs propriétés que leur durée de vie. L’enjeu principal du développement de ces matériaux et de remplacer le bois brut naturel afin d’obtenir des propriétés augmentées, de réduire les coûts et d’éviter les traitements chimiques supplémentaires. En effet, le bois naturel de bonne qualité est de plus en plus cher. Sa production nécessite des cultures sur de nombreuses années, une échelle de temps qui n’est pas compatible avec le système économique actuel. Les forêts, que l’on appelle « gérées durablement », sont en réalité des gisements sauvages, ou plantés depuis longtemps, dans lesquels on compense les prélèvements d’arbres âgés par des plantations de jeunes arbres pour les générations futures. Les forestiers se sont tournés vers des essences à croissance rapide comme les résineux qui donnent des qualités de bois suffisantes pour des installations intérieures, mais insuffisantes pour des utilisations extérieures sans traitements chimiques appropriés et répétés. De plus, les propriétés mécaniques de ces bois ne sont pas à la hauteur d’utilisation intensives, comme par exemple un deck ou une terrasse. 

La technologie des composites bois/plastique devient très pointue.
Cet article souligne le niveau d’expertise très technique qui entoure la mise au point de ces matériaux composites. Dans une logique de rentabilité financière, cette étude montre que les marges réalisées sur ces matériaux et les volumes de ventes sont suffisamment importants pour financer une R&D de haut niveau. Le point essentiel est évidemment l’utilisation de déchets de bois ou de bois de médiocre qualité associée à des matériaux polymériques à faible coût. Il en résulte un produit ayant un prix de revient faible et un prix de vente élevé justifié par sa technicité. Il est intéressant de noter que le principe de précaution n’effleure pas l’esprit de ces scientifiques qui mettent en œuvre des produits à base de formol dont l’usage a été proscrit pour les menuiseries et aménagements d’intérieur. Les applications envisagées sont certes à l’extérieur mais néanmoins il y aura des contacts répétés avec la peau des consommateurs, éventuellement des enfants et des animaux. L’inscription du formol sur la liste des produits potentiellement cancérigènes devrait motiver un choix technique vers d’autres molécules moins nocives, de même que pour les polymères d’acide acrylique (PMMA) et pour l’aluminium.

Une fin de vie non gérée pour ces matériaux.
L’approche des matériaux composites est très séduisante pour obtenir des propriétés mécaniques et une durabilité élevées, d’une manière générale, dans tous les domaines. On sait maintenant que leur point faible est une gestion de fin de vie complexe. En effet, ils ne sont pas recyclables comme matière première, et la séparation de leurs constituants élémentaires est souvent très compliquée voire impossible. Dans le cas précis des composites plastique/bois, leur durée de vie s’étend sur plusieurs années, ce qui donne une impression de résistance et d’innocuité aux consommateurs. En fait, tout au long de leur vie, les additifs présents dans leur composition vont se répandre dans l’environnement. Les molécules organiques vont se dégrader sous l’action conjuguée de l’eau et des UV pour former d’autres molécules plus solubles qui vont également diffuser dans l’environnement. Enfin, l’abrasion naturelle va engendrer la formation de microparticules composites contenant du bois et du plastique. La présence du bois va faciliter la dégradation biologique, mais la partie polymérique synthétique ne sera pas dégradée, ou très lentement. Il se formera donc des microplastiques qui vont aussi diffuser dans l’environnement. Enfin, la fin de vie de l’équipement sera gérée, au mieux, dans un centre de tri mais, cette catégorie de matériaux n’étant pas recyclable, il sera soit enfoui en décharge soit incinéré.

Et si une alternative moins complexe techniquement était d’utiliser des essences de bois résistantes à la dégradation ?
Le teck, l’acacia, le châtaignier, les bois rouge… sont résistantes à la dégradation biologique et aux attaques des insectes. Elles ne nécessitent pas de traitement chimique et ont une durabilité importante, même en contact avec la terre ou sous les intempéries. Ne serait-il pas intéressant d’injecter toutes ces ressources financières appliquée à la recherche des matériaux composites dans un système de culture raisonnée à rotation rapide sur des essences de bois naturellement résistantes ? Cela apporterait l’avantage d’être durable, d’avoir une empreinte carbone réduite et un impact beaucoup plus réduit sur l’environnement, mais aussi sur la santé des usagers de ces équipements en bois. Le coût actuel du bois est lié à la structuration de la filière qui n’est pas adaptée à la demande des marchés de masse. Les producteurs se cantonnent donc aux segments de marché à très forte valeur ajoutée qui permettent de justifier des prix de vente élevés.
Des alternatives sont possibles. On peut prendre comme exemple la culture du châtaignier, un bois très résistant à la dégradation et à l’humidité, utilisé de manière ancestrale dans les constructions devant durer, par exemple en revêtements dans les greniers pour protéger les structures en chêne et les grains entreposés. Si les arbres sont cultivés pendant plusieurs décennies afin d’obtenir des troncs larges adaptés à l’usage en mobilier, les coûts sont très élevés. Il existe actuellement, en France, des cultures de châtaignier à rotation rapide ou les arbres sont coupés pour faire des lambris ayant une largeur au maximum de 7 à 10 centimètres et donc à un coût beaucoup plus faible. Cela est possible, même avec un coût de main d’œuvre occidental. On notera, au passage, que les coûts de transport sont réduits tout comme l’empreinte carbone.
L’autre aspect non négligeable de cette approche est de permettre une gestion de fin de vie par les usagers eux-mêmes. En effet, la structure usagée en bois naturel peut être utilisée comme combustible dans des cheminées ou des poêles adaptés. Donc, pas de transport, un circuit court et une responsabilisation du consommateur.

Source :

Aluminium Trihydrate-filled Poly(methyl methacrylate) (PMMA/ATH) Waste Powder Utilization in Wood-plastic Composite Boards Bonded by MUF Resin.
Vovk, Matej; Sernek, Milan
In : BIORESOURCES, vol. 15, n° 2, p. 3252–3269, 2020.

DOI-Link : https://doi.org/10.15376/biores.15.2.3252-3269

Edité par : Yannick Lerat / 24-07-2020 /  SeaView@theseacleaners.org

Partager sur facebook
Facebook
Partager sur twitter
Twitter
Partager sur linkedin
LinkedIn
Partager sur email
Email