Lorsque Timothée Boitouzet étudie l'architecture au Japon, où les bâtiments doivent survivre aux tremblements de terre, il s'est rendu compte que le prochain matériau intelligent pourrait être celui que les humains utilisent depuis des milliers d'années :le bois.

"En France, nous construisons plus avec du béton et de la pierre que du bois, " dit-il. " Quand j'ai été exposé à la culture japonaise du bâtiment, J'ai réalisé comment on pouvait construire des structures fantastiques avec du bois. Ce matériau que nous considérions comme un matériau ancien, sans innovation, était en fait super intelligent. Cela m'a enthousiasmé par le bois."

En 2016, Boitouzet a fondé la société de science des matériaux Woodoo à Paris, La France, qui rénove le bois pour lui donner de nouvelles propriétés. Son objectif est de transformer l'industrie de la construction en remplaçant l'acier par du bois, par exemple. Contrairement aux autres matériaux de construction, comme la pierre ou le béton qui contient du sable, le bois est une ressource renouvelable, ce qui en fait un matériau de construction durable attrayant, dit Boitouzet.

Construire davantage avec des arbres pourrait également contribuer à réduire l'importante empreinte carbone de l'industrie de la construction, qui accélère le changement climatique. Un récent rapport du World Green Building Council estime que 11% des émissions mondiales de carbone proviennent des matériaux et des processus de construction tout au long du cycle de vie du bâtiment. Comme les arbres contiennent du carbone, l'utilisation du bois dans les bâtiments est un moyen de stocker du carbone.

Bois, cependant, peut être utilisé pour plus que des piliers de soutien. En extrayant sélectivement la lignine du bois - la substance qui compose ses parois cellulaires - et en la remplaçant par un type spécifique de polymère, il devient un nouveau matériau. '(Ce bois) est résistant aux intempéries, plus résistant au feu, trois à cinq fois plus fort, et transparent, " dit Boitouzet.

Les propriétés optiques du polymère sont adaptées à celles du bois afin que la lumière ne se plie pas lorsqu'elle se déplace à travers le bois augmenté. Au lieu, il traverse. Cette transparence ouvre un large éventail de possibilités.

augmenté

Jusque là, Les constructeurs automobiles sont ceux qui ont montré le plus d'intérêt pour son bois augmenté.

Actuellement, à travers un projet appelé Woodoo Augmented Wood, l'entreprise travaille à l'intégration de l'électronique dans son bois tactile, grâce à la collaboration avec des partenaires de l'industrie. Le matériel, qui transmet la lumière, deviendront des panneaux de bois pour les « tableaux de bord tactiles » dans les voitures, dit Boitouzet.

Woodoo considère l'industrie automobile comme une passerelle pour mettre ses produits sur le marché, tout en introduisant des produits en bois plus légers et moins polluants que les panneaux traditionnels.

Boitouzet n'est pas le seul à être excité par les possibilités qu'offre le bois. Lars Berglund, professeur en bois et bois composites au KTH Royal Institute of Technology en Suède, a découvert qu'il existe de nombreuses utilisations pour transparent, bois solide.

« C'est un domaine dans lequel il est difficile d'être original parce que les gens ont travaillé sur la technologie du bois pendant des centaines d'années, " a déclaré le professeur Berglund, qui dirige le projet WoodNanoTech. Alors que d'autres recherches ont principalement essayé de combler ses lacunes, comme sa sensibilité à l'eau, lui et son équipe se sont concentrés sur d'autres caractéristiques du bois.

"Nous avons pu nous libérer de cette limitation et examiner de nouvelles possibilités qui n'ont pas été envisagées jusqu'à présent, ", a-t-il déclaré. Leur objectif est d'utiliser du bois transparent pour des applications d'ingénierie.

Le professeur Berglund utilise le bois comme modèle pour la nanotechnologie en éliminant, comme Boitouzet, la lignine, introduire un polymère optiquement compatible, et l'ajout d'autres technologies pour élargir ses fonctionnalités.

L'application qui passionne le plus le professeur Berglund est l'intégration de points quantiques dans le bois pour créer des diodes électroluminescentes (LED), car il soupçonne que ce pourrait être l'application qui permettra à l'équipe de percer sur le marché commercial. "L'idée est que votre plafond soit un panneau de bois, et le panneau de bois aurait cette fonction LED, vous pouvez donc avoir un éclairage intérieur directement depuis le plafond, " il a dit.

Contrairement à une lumière ponctuelle, la lumière du bois transparent est diffuse, le rendant plus naturel et agréable à l'œil, dit le professeur Berglund. Les points quantiques sont une collection d'atomes semi-conducteurs, quelques nanomètres de large, qui émettent une fluorescence lorsqu'ils sont exposés à la lumière UV. Ces panneaux ne sont qu'une des nombreuses applications que WoodNanoTech a conçues pour leur bois transparent.

Le bois peut également constituer la base de fenêtres électrochromes. Ces 'fenêtres intelligentes, ' qui sont peints avec une fine couche de polymère, peuvent bloquer la lumière lorsque l'électricité les traverse.

Énergie

Le professeur Berglund estime que ce bois de nouvelle génération a également sa place dans le secteur de l'énergie. "Nous pouvons améliorer l'efficacité (des cellules solaires) car la diffusion de la lumière (à l'intérieur du bois) signifie que le chemin de la (lumière) est plus long, pour que vous puissiez absorber plus d'énergie, " il a dit.

Et l'utilisation d'un matériau à changement de phase plutôt que d'un polymère pour remplacer la lignine transforme le bois en un dispositif de stockage d'énergie. Au cours de la journée, ce bois infusé peut absorber la chaleur, mais la nuit, quand les températures se refroidissent, le matériau à changement de phase cristallise, dégageant de la chaleur.

"On commence par le bois, le rendre porteur, puis intégrer la (nano) technologie avec d'autres fonctions, " a déclaré le professeur Berglund.

Le principal défi des nouvelles technologies est l'évolutivité, et le bois de nouvelle génération ne fait pas exception. "Comment évoluez-vous à partir du traitement en laboratoire, où vous avez un contrôle étroit sur votre nanostructure, à quelque chose qui peut être fait à l'échelle industrielle ? » a demandé le professeur Berglund, ajoutant qu'ils recherchent des partenaires commerciaux. Cela peut être difficile pour les projets de recherche universitaire.

Pour le Boitouzet de Woodoo, le fait que leur entreprise ait déjà des partenaires industriels leur permet d'augmenter leur production. Actuellement, ils en produisent 5, 000 mètres carrés de bois augmenté par an - soit environ les trois quarts d'un terrain de football - et visent désormais 300, 000 mètres carrés par an.

Heureusement, le bois pour le bois augmenté est facile à trouver.

Il existe déjà de nombreux endroits où ils peuvent acquérir du bois, dit Boitouzet. Woodoo utilise du hêtre, pin, et peuplier, entre autres, tandis que l'équipe de recherche du professeur Berglund modernise le balsa et se concentre sur le bouleau.

La prochaine étape pour le professeur Berglund est de rendre son bois modifié plus respectueux de l'environnement. Une façon de le faire serait de conserver autant de lignine que possible, au lieu de le jeter. "Si vous l'enlevez, vous ajoutez une étape chimique qui va coûter de l'énergie, besoin de solvants, ", a-t-il déclaré. Utiliser plus de lignine signifie également retenir plus de carbone dans les bâtiments.

À l'heure actuelle, son équipe se concentre sur l'utilisation d'un polymère plus vert dans les matériaux. "Jusque là, nous avons utilisé des polymères à base de pétrole pour imprégner le bois, mais nous travaillons très intensément maintenant pour utiliser un polymère biosourcé, ", a-t-il déclaré. Cela garantirait la position du bois de nouvelle génération en tant que matériau de construction du futur.