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Le bois naturel présente déjà un coût de cycle de vie inférieur à celui d’autres matériaux et constitue un matériau composite naturellement solide, léger et durable qui pourrait offrir une alternative intéressante aux polymères, aux métaux et alliages couramment utilisés, si ses propriétés et sa fonctionnalité pouvaient être améliorées.

Du bois moulable

Des approches précédentes, telles que la délignification et la densification, ont été essayées et n’ont pas réussi jusqu’à présent à offrir la même formabilité que celle offerte par les métaux et les plastiques. C’est pourquoi la mise au point d’une nouvelle technique innovante, utilisant un processus rapide de « chocs hydriques », capable de créer du bois solide et moulable est si passionnante.

Après avoir extrait la lignine ce qui le ramollit, puis fermé ces fibres par évaporation, l’équipe de recherche, à laquelle participe l’université de Bristol, a regonflé le bois en le « choquant » avec de l’eau.

« Le processus rapide de choc à l’eau forme une structure de paroi cellulaire, partiellement ouverte et plissée, qui offre un espace pour la compression ainsi que la capacité de supporter une forte déformation, ce qui permet à ce matériau d’être facilement plié et moulé », a déclaré l’auteur principal, le professeur Liangbig Hu.

Il est très résistant

« Le bois moulé en 3D qui en résulte est six fois plus résistant que le bois de départ et est comparable à des matériaux légers largement utilisés comme les alliages d’aluminium. », explique Hu. Ce « bois moulable » peut ensuite être plié en différentes formes, puis mis à sécher avant de former le produit final. La remarquable capacité de pliage du bois transformé provient de la structure de sa paroi cellulaire plissée, qui peut supporter un pliage extrême sans se fracturer. »

« Cette approche originale du développement de matériaux avancés en bois stimulera l’innovation dans les produits et les marchés du bois en tant que solution durable pour remplacer de nombreux matériaux de structure non durables et lutter contre le changement climatique », a déclaré JY Zhu, du laboratoire des produits forestiers de l’USDA.

« Il facilitera également l’atténuation des coûts d’éclaircissement des forêts pour une gestion saine des forêts afin de réduire les incendies de forêt catastrophiques. Nous, au laboratoire des produits forestiers du service forestier de l’USDA, sommes très enthousiastes à l’idée de collaborer avec le professeur Hu sur cette recherche. »

Pour de nouvelles applications

Le professeur Hu a fondé InventWood LLC en 2016 pour commercialiser les technologies avancées du bois inventées dans son laboratoire, notamment ce bois moulable en 3D. « Les chercheurs présentent un moyen astucieux de transformer les structures cellulaires à parois droites du bois, qui existent naturellement, en géométries ondulées, en accordéon, à l’échelle microscopique », a déclaré le coauteur, le professeur John Rogers, de l’université Northwestern. « Le résultat est une forme de bois inhabituelle, très résistante, à la fois flexible et moulable, qui ouvre la voie à de nouvelles applications pour cette très ancienne classe de matériaux. »

Cette recherche a été publiée dans Science.

Source : University of Bristol
Crédit photo : Pexels