Le bois thermotraité résiste-t-il mieux à l'humidité ?

Qu'est-ce que le bois thermotraité et comment la modification thermique améliore-t-elle la résistance à l'humidité ?

Définition et procédé de modification thermique du bois thermotraité

Lorsqu'un bois est thermotraité, il subit un processus de chauffage spécial sans aucun produit chimique. La température varie généralement entre environ 180 degrés Celsius et environ 220 dans ces chambres remplies de vapeur. Que se passe-t-il à l'intérieur ? Ce processus comporte essentiellement trois étapes. Tout d'abord, la phase de séchage, durant laquelle toute l'humidité est extraite du bois. Ensuite, on augmente fortement la température, ce qui décompose les composants du bois qui absorbent facilement l'eau. Enfin, le refroidissement s'effectue progressivement afin de garantir la stabilité du bois après traitement. Cette méthode se distingue des traitements sous pression traditionnels car aucun produit toxique n'est ajouté pour conserver le bois. Tout repose plutôt sur les transformations induites par une chaleur intense, ce qui accroît sa durabilité et sa résistance aux dommages causés par l'humidité au fil du temps.

Comment le traitement thermique réduit l'hygroscopicité et l'affinité avec l'eau

Lorsque la modification thermique dégrade l'hémicellulose, qui est la partie du bois retenant le plus d'humidité, elle réduit d'environ moitié le nombre de groupes hydroxyles, selon une recherche menée l'année dernière par l'Institut des sciences du bois. Cela fait que le bois absorbe beaucoup moins d'eau globalement par rapport au bois brut non traité, entre 30 et 40 pour cent de moins environ. Ce qui est particulièrement intéressant, c'est la grande stabilité de la teneur en humidité à l'équilibre, même lorsque le taux d'humidité atteint 90 %. Cela signifie qu'il y a beaucoup moins de risques que le bois se dilate ou se contracte de manière inattendue, un phénomène pouvant poser problème tant aux constructeurs qu'aux fabricants de meubles.

Aperçu scientifique : Changements structuraux clés lors de la modification thermique

L'exposition à la chaleur induit deux changements structurels critiques :

1. Réticulation de la lignine : Forme des liaisons résistantes à l'humidité qui améliorent la stabilité dimensionnelle
2. Crystallinité de la cellulose : Réduit l'espacement entre les microfibrilles, limitant la pénétration de l'eau

Une étude de 2021 publiée dans Sciences et technologie du bois ont constaté que ces transformations réduisent la déformation liée à l'humidité de 40 à 60 %, ce qui explique pourquoi le bois thermiquement modifié conserve son intégrité dimensionnelle dans des conditions humides.

Modifications chimiques du bois lors du traitement thermique améliorant la résistance à l'humidité

Dégradation de l'hémicellulose et son rôle dans la réduction de l'absorption d'humidité

La pyrolyse contrôlée durant le traitement thermique décompose l'hémicellulose, éliminant jusqu'à 85 % de ses groupes acétyle — sites clés de fixation de l'eau. Cette dégradation réduit la capacité du bois à absorber et retenir l'humidité de jusqu'à 50 % par rapport au bois non traité, modifiant fondamentalement son comportement hygroscopique.

Modifications structurales de la lignine et de la cellulose dans le bois thermiquement modifié

Le procédé thermique provoque trois modifications chimiques synergétiques :

1. Restructuration de la lignine : Les réactions de réticulation augmentent l'hydrophobie
2. Cristallisation partielle de la cellulose : Réduit les groupes hydroxyles accessibles de 30 à 40 %
3. Dépolymérisation de l'hémicellulose : Élimine les attracteurs d'humidité à base de sucre

Ces modifications réduisent collectivement l'affinité avec l'eau tout en préservant la résistance mécanique.

Réduction des groupes hydroxyles et amélioration globale de l'hydrofugation

Lorsque le bois subit un traitement thermique, cela affecte les zones amorphes de la structure de la cellulose où les groupes hydroxyles (-OH) retiennent normalement les molécules d'eau. Ce qui suit est particulièrement intéressant : l'énergie de surface change considérablement. Au lieu d'être hydrophile avec environ 45-50 mN/m, le bois devient hydrofuge, les valeurs chutant à environ 28-32 mN/m. Cela signifie que l'eau de pluie reste en perles à la surface au lieu de pénétrer. Les essais ont également montré des résultats impressionnants. Après avoir été immergé pendant 24 heures consécutives, les échantillons traités thermiquement absorbent environ 60 % d'humidité en moins par rapport au bois non traité dans des conditions similaires.

Aperçu des recherches : Analyse chimique du bois traité thermiquement

Des études récentes de spectroscopie FTIR confirment que le traitement thermique :

• Réduit la teneur en hémicellulose de 42 à 65 %, selon l'espèce
• Augmente la concentration relative de la lignine de 25 à 30 % à 35 à 40 %
• Génère des liaisons ester résistantes à l'hydrolyse

Ces décalages chimiques expliquent pourquoi le bois thermo-traité maintient une CME inférieure à 12 % même à 90 % d'humidité relative.

Teneur en eau à l'équilibre (CME) plus faible dans le bois thermo-traité : causes et avantages

Le bois modifié thermiquement atteint jusqu'à 50 % de teneur en eau à l'équilibre en moins par rapport au bois non traité, transformant ainsi sa réponse à l'humidité ambiante.

Comprendre la réduction de la CME dans le bois chauffé sous humidité variable

L'exposition à des températures comprises entre 180 °C et 230 °C dégrade l'hémicellulose et réduit la densité des groupes hydroxyles, principaux facteurs d'absorption de l'humidité. Cela permet au bois thermo-traité de maintenir 9–12 % de TMC à 85 % d'humidité relative. Contrairement au bois non traité, qui gonfle dans des conditions humides, le bois modifié présente une variation dimensionnelle de ±1 %.

Données comparatives : niveaux de TMC du bois non traité par rapport au bois modifié thermiquement

Une méta-analyse réalisée en 2024 sur 27 essences de bois a révélé :

Cette stabilité persiste sur plusieurs cycles : le bois thermo-traité réabsorbe uniquement 35%de l'humidité expulsée lors de la réhydratation, contre 90 % pour les échantillons non traités.

Avantages de performance à long terme dus à une teneur en humidité stable

L'EMC réduit offre des avantages mesurables :

• 12 à 15 ans prolongation de la durée de service dans les applications de terrasses
• réduction de 83 % des réclamations liées à la pourriture fongique (Association de protection du bois 2023)
• Élimination de l'entretien lié au gauchissement dans les climats humides

En maintenant une humidité interne inférieure à 10 %, le bois thermo-modifié résiste à la fois à la dégradation biologique et aux contraintes mécaniques, ce qui le rend idéal pour les menuiseries extérieures, les saunas et autres environnements à forte humidité.

Stabilité dimensionnelle du bois thermiquement modifié en environnements humides et extérieurs

Comment le traitement thermique minimise le gonflement et le retrait en conditions humides

Lorsque le bois subit un traitement thermique, les hémicelluloses se décomposent et les groupes hydroxyles diminuent, ce qui réduit d'environ 60 % son absorption d'humidité. Des recherches publiées l'année dernière en sciences des matériaux ont montré que le bois thermique retient seulement environ 40 % de ce qu'absorbe le bois ordinaire en matière de réaction aux variations d'humidité. Des tests effectués à forte humidité (environ 90 %) ont révélé que le gonflement et le retrait étaient réduits de 60 à 70 %. Ce qui se passe à l'intérieur est également très intéressant : les parois cellulaires commencent à former des polymères hydrophobes qui agissent essentiellement comme des barrières contre l'expansion et la contraction dues aux fluctuations normales d'humidité dans l'environnement.

Performance du bois thermique dans des conditions climatiques variables

Des tests ont révélé que le bois thermotraité varie dimensionnellement d'environ 0,8 pour cent ou moins lorsqu'il est exposé à des niveaux d'humidité compris entre 30 et 90 pour cent pendant deux semaines. Des observations sur le terrain dans les régions particulièrement froides, où les températures peuvent descendre jusqu'à moins 25 degrés Celsius en hiver et monter jusqu'à plus 35 en été, montrent également un résultat intéressant. Le bardage en Thermowood conserve son alignement à environ 1,2 millimètre par mètre après cinq années complètes en place. C'est en réalité trois fois mieux que ce que l'on observe habituellement avec les options classiques de bois traité sous pression. Pourquoi ? Tout simplement parce que la structure cellulaire est modifiée durant le traitement, empêchant ainsi l'absorption d'eau par les microcanaux présents dans le bois. Cela signifie qu'il y a moins de contraintes internes dans le matériau lors des cycles fréquents de gel et de dégel caractéristiques des climats froids.

Étude de cas : Bois thermotraité dans les applications d'extérieur pour terrasses et façades

Une étude de 5 ans sur les terrasses en cendre thermo-traité dans les environnements côtiers de la Baltique a montré :

• Absorption d'eau : 23 % de moins que le bois non traité
• Formation d'interstices : variation de largeur de 0,5 % contre 2,1 % pour le cèdre
• Fissuration de surface : profondeur moyenne de 0,8 mm contre 2,4 mm pour les bois tropicaux

Les façades fabriquées à partir de ce matériau ont nécessité 73 % de réglages post-installation en moins que les bois conventionnels.

Aperçu du secteur : Haute stabilité sans produits de préservation chimiques

En se basant sur les derniers chiffres de l'industrie de la menuiserie en 2024, environ 84 pour cent des fabricants d'architecture optent pour du bois thermiquement modifié lorsqu'ils ont besoin d'un matériau durable et précis pour des projets extérieurs. Pourquoi ? Ce type de bois maintient une teneur en humidité inférieure à 6 %, même dans des conditions climatiques normales, ce qui le place au niveau des matériaux composites plastiques, tout en se décomposant naturellement avec le temps. Ce résultat n'est pas dû à l'ajout de produits chimiques sophistiqués, mais plutôt aux transformations naturelles que subit le bois lorsqu'il est chauffé. Pendant le traitement, la lignine se transforme en structures réseau stables, similaires à la caramélisation du sucre, conférant ainsi au bois ses propriétés particulières sans nécessiter de traitements supplémentaires.

Absorption d'humidité et performances liées à l'eau du bois traité thermiquement

Résultats expérimentaux sur l'absorption d'humidité dans le bois modifié thermiquement

Des recherches indiquent que le bois traité thermiquement absorbe environ 35 à 50 pour cent d'humidité en moins par rapport au bois brut non traité lorsqu'il est placé dans des environnements similaires. En se basant sur les données d'une étude publiée dans la série de conférences IOP en 2021, on a découvert un résultat intéressant concernant spécifiquement le pin modifié thermiquement. Le bois traité atteint son point d'équilibre d'humidité environ 2,3 fois plus rapidement que les échantillons de bois ordinaires, s'arrêtant à seulement 12 % d'humidité même lorsqu'il est exposé à des niveaux très élevés d'humidité, comme 90 %. Pourquoi cela se produit-il ? En réalité, le processus de chauffage dégrade une substance appelée hémicellulose à l'intérieur de la structure du bois. Et devinez quoi ? Ce composant représente environ 85 % de la quantité d'humidité que le bois ordinaire tend naturellement à absorber.

Comportement en conditions d'humidité cyclique et implications pratiques

Lorsqu'il est exposé à des cycles répétés d'humidité de 30 à 90 %, le bois traité thermiquement présente :

• 72 % de changement dimensionnel en moins par rapport au bois non traité (selon la norme de durabilité EN 335)
• Aucune apparition de fissures après plus de 50 cycles
• Adhérence constante pour les peintures et revêtements

Cette performance fiable le rend particulièrement adapté aux salles de bains, saunas et structures côtières où les variations d'humidité quotidiennes sont fréquentes.

Comparaison directe : bois thermotraité vs. bois non traité en affinité avec l'eau

Les essais de trempage en laboratoire mettent en évidence des différences marquées :

La réduction permanente des groupes hydroxyles par modification thermique crée une structure cellulaire hydrophobe, réduisant l'affinité à l'eau de 54 à 68 % selon les espèces.

FAQ

Qu'est-ce que le bois thermo-traité ?

Le bois thermo-traité est un bois qui a subi un traitement thermique sans utilisation de produits chimiques. Ce traitement améliore sa durabilité et sa résistance à l'humidité.

Comment la modification thermique réduit-elle l'absorption d'eau du bois ?

La modification thermique implique la dégradation de l'hémicellulose, la réduction des groupes hydroxyles et l'augmentation de la teneur en lignine, ce qui contribue ensemble à une absorption d'eau plus faible.

Quels avantages le bois thermo-traité offre-t-il ?

Le bois thermo-traité offre une meilleure résistance à l'humidité, une stabilité dimensionnelle accrue, une durée de vie plus longue et une réduction des attaques fongiques. Il est idéal pour les applications extérieures.

Le bois thermo-traité est-il écologique ?

Oui, le processus n'utilise pas de produits chimiques et améliore les propriétés naturelles du bois, ce qui le rend à la fois écologique et durable.