Une technique utilisée pour la préservation à long terme des restes humains et animaux est actuellement testée sur l'un des matériaux de construction les plus emblématiques du Canada : le cèdre rouge de l'Ouest.
La plastination, initialement conçue pour embaumer les morts, est désormais utilisée pour améliorer la fonctionnalité et la durabilité des matériaux composites avancés.
Une équipe de l'école d'ingénierie de l'UBC Okanagan a expérimenté cette technique et a précédemment publié une étude examinant la plastination du bambou pour créer un matériau de construction composite solide et durable.
Les chercheurs ont poussé ce travail encore plus loin et, dans leur dernière étude, ont démontré que la technique peut également être utilisée sur le cèdre rouge de l'Ouest pour le rendre plus solide et protéger le bois des dégâts d'eau et de la pourriture. L'étude a été publiée dans la revue Matériels.
« Le cèdre rouge de l'Ouest est apprécié pour son abondance et son caractère renouvelable, même si sa tendance à absorber l'humidité constitue un inconvénient majeur », explique Olivia Margoto, étudiante au doctorat et chercheuse au Materials and Manufacturing Research Institute de l'UBC. « En appliquant la plastination, nous préservons la structure du bois de l'intérieur vers l'extérieur, en conservant sa résistance tout en améliorant considérablement sa résistance à l'eau. »
La plastination est une nouvelle méthode de gestion de l'humidité dans le bois en remplaçant l'eau dans la structure cellulaire par un composé de silicone pour créer une barrière hydrophobe durable qui résiste au gonflement, à la pourriture et aux fissures.
Contrairement aux traitements conventionnels de protection du bois, qui reposent généralement sur des revêtements de surface, une imprégnation en masse ou des traitements chimiques, la plastination offre une approche fondamentalement différente en déshydratant d'abord le bois à l'aide d'acétone et en lui infusant un polymère compatible.
Cela remplace l'eau dans les cellules et préserve l'architecture anatomique précédemment occupée par l'humidité, explique le directeur de l'étude, le Dr Abbas Milani, professeur à l'École d'ingénierie. Plus important encore, le traitement ne compromet pas la résistance à la traction et tend à améliorer la flexibilité du matériau.
« Plastination offre une alternative puissante aux produits de préservation du bois traditionnels, qui reposent souvent sur des produits chimiques toxiques ou des revêtements de courte durée », ajoute le Dr Milani. « Cette technique pourrait prolonger considérablement la durée de vie des produits en bois naturel, sans sacrifier la performance environnementale. »
Dans leurs travaux récents, les chercheurs ont utilisé des outils avancés d'imagerie et de spectroscopie pour confirmer que le silicone saturait profondément les canaux microscopiques du cèdre, réduisant ainsi l'absorption d'eau de près de 60 % et augmentant l'hydrophobicité de la surface de plus de 45 %.
Ils ont constaté que le cèdre rouge de l’Ouest était plus performant que leurs travaux antérieurs sur le bambou, probablement en raison de la microstructure très différente de ces deux matériaux naturels. Le cèdre rouge de l’Ouest est un bois résineux composé de cellules longues et fines dont les dimensions microstructurales sont jusqu’à sept fois plus petites que celles du bambou.
Parmi les autres chercheurs participant à ce projet figurent Grant Bogyo, PDG de Netzero Enterprises, et Madisyn Szypula et Victor Yang, étudiants de l'UBCO.
Ce procédé montre une résistance significative à l'humidité chez le cèdre rouge de l'Ouest, ce qui est encourageant pour les applications de construction en Amérique du Nord. Les travaux futurs exploreront les moyens d'étendre la méthode, de récupérer et de réutiliser les solvants, et de remplacer le silicone par des polymères d'origine biologique afin de réduire davantage l'impact environnemental.
« La nature nous a déjà donné des matériaux incroyables », ajoute Margoto. « Notre travail consiste à les faire durer plus longtemps de manière sûre, durable et économique. »
