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Bois traité sous pression (bois TSP)

L'appellation bois TSP désigne un ensemble de produits en bois et matériaux à base de bois (bois collés notamment) faisant appel à un même procédé pour leur conférer une longue durabilité dans leurs usages.

Le terme « bois » employé dans la suite de cet article est employé comme générique pour l’ensemble de ces produits, qu’il s’agisse de pièces ou de produits assemblés.

Ce procédé est couramment utilisé pour les produits en bois destinés à l'aménagement extérieur ou la construction. Exemples : lames de terrasse ou de bardage, piquets, traverses, aménagements extérieurs, etc.

Le bois traité sous pression est connu pour sa couleur verdâtre qui s'inscrit parfaitement dans les milieux naturels, mais des solutions ont été développées pour que le bois TSP soit brun voire gris.

Pour la fabrication des produits en bois traité sous pression, on utilise généralement les essences conifères (pin, épicéa, douglas, etc.) mais le procédé est aussi applicable sur des essences feuillues. L'appellation bois TSP ne présume pas de l'essence utilisée.

L'imprégnation sous pression consiste à injecter dans les zones imprégnables du bois un produit de préservation contenant des biocides.pour protéger le bois de sa dégradation naturelle par des agents biologiques.

Ces substances biocides et les produits de traitement dans lesquelles elles sont incorporées sont soumis à des réglementations françaises et européennes, dont le Règlement relatif aux produits biocides et leur usage est strictement encadré.

L’imprégnation sous pression du bois en France est soumise à déclaration, fait l'objet d'une qualification par des normes, et bénéficie d’une reconnaissance par une marque de qualité.

Introduction

Appellations diverses

Le bois TSP est une appellation non normalisée dont le but est de fédérer l'ensemble des appellations déjà existantes pour ce matériau.

En effet, sont couramment utilisées les termes "bois autoclavé", "bois traité à coeur", "bois classe 4" ou encore "bois injecté". Ces termes sont parfois combinés entre eux. Exemple : "bois traité classe 4" ou "bois traité autoclave".

Si toutes ces appellations désignent une même famille de produits, ils présentent cependant des insuffisances dans la description de l’essence de bois utilisée et dans leur utilisation..

Il est indispensable que le nom de l'essence ainsi que la classe d'emploi soient précisés pour tout produit en bois traité sous pression, afin qu'il son usage soit conforme à ses propriétés.

Point commun

Le point commun à tous les bois TSP est une imprégnation sous pression avec un produit de préservation en vue d’améliorer la durabilité naturelle du bois. On parle alors de durabilité conférée (voir plus bas).

Pour être imprégnés, les pièces ou produits en bois transitent dans une enceinte hermétique appelée "autoclave vide et pression" grâce à laquelle le produit de préservation pourra être injecté en profondeur.

Le procédé le plus courant se déroule à température ambiante et utilise des produits en phase aqueuse.

Il est décrit en détail plus bas dans cet article (paragraphe procédé).

Idées reçues, mise en garde, points de vue

L’imprégnation en autoclave est une opération industrielle très technique pour laquelle de nombreuses affirmations erronées circulent.

Face à la dégradation de notre environnement et à la raréfaction des ressources, la tendance actuelle consiste à mettre en avant les solutions dites « naturelles, c’est-à-dire ne mettant en œuvre aucun produit chimique autres que ceux issus de la nature ».

Cette mise en avant passe souvent par une description excessivement anxiogène de tous les traitements, et en particulier ceux du bois, alors même que toutes les composantes (procédés, produits et matières actives biocides qui les composent, fabricants, bois traité dans sa phase de service) sont évalués et soumis à une palette de réglementations françaises et européennes.

Pourquoi le bois traité existe-t-il ? Raisons, principes, contexte

(toutes les notions citées ci-dessous sont expliquées dans le paragraphes suivant "Notions de base")

Pourquoi recourir au traitement du bois ?

Biodégradabilité et amélioration de la durabilité naturelle

Le bois est un matériau organique biodégradable issu de la sylviculture.

Depuis les origines, il intéresse les êtres humains pour sa disponibilité, sa facilité d’utilisation, ses propriétés combustibles et son pouvoir calorifique, et plus récemment par son impact environnemental limité (bilan carbone et caractère renouvelable).

Depuis les origines, il a fait l'objet à cause de sa biodégradabilité, de procédés de traitements pour le rendre plus durable.

La décision d'utiliser un procédé de traitement repose sur le raisonnement suivant qui met en oeuvre de nombreuses notions spécifiques :

Pour un ouvrage bois ou pour une partie en bois d’un ouvrage dont la classe d’emploi est connue,

Pour une essence de bois donnée,

Si la longévité ou la résistance annoncée de l’essence envisagée face aux divers agents biologiques naturels de dégradation du bois (agents de dégradation du bois) ne correspond pas à la durée de service souhaitée pour cet ouvrage ou cette partie d’ouvrage,

Alors il est nécessaire d'avoir recourt à un procédé améliorant la durabilité naturelle de l’essence en question : on parle alors de durabilité conférée.

On peut comparer le traitement des bois à celui des métaux. L'acier est galvanisé pour éviter qu’il ne rouille.

Valorisation de la ressource forestière disponible

L'Europe possède d'immenses forêts de conifères qui alimentent le marché mondial et qui sont pour la plupart gérées durablement (voir gestion durable des forêt).

Très majoritairement, ces essences nécessitent de recourir à un procédé externe pour améliorer leur durabilité naturelle lorsqu'il s'agit de les utiliser dans la construction ou les aménagements extérieurs.

Pourquoi choisir l’imprégnation en autoclave ?

Raisonnement théorique

Si l’ouvrage ou la partie de l’ouvrage en question est très exposé aux agents biologiques de dégradation, c'est à dire en classe d’emploi 3.1, 3.2, 4 ou 5,

Si la durée de service attendue est longue (plus de 5 /10 ans) et que la solution envisagée doit y satisfaire de manière fiable (fiabilité issue des retours d'expérience et des essais normalisés) et avec optionnellement une garantie (engagement libre du fournisseur),

Si l’essence envisagée est suffisamment imprégnable et que les pièces en bois de l’ouvrage peuvent être imprégnées,

Et enfin, si le maître d’ouvrage accepte une autre couleur que celle du bois à l’état naturel.

Alors il est nécessaire d'avoir recourt à l’imprégnation sous pression pour conférer la durabilité requise.

La réalité du marché

L’approche décrite ci-dessus conduisant au choix du procédé de préservation n’est valable que si l’essence de bois est choisie ou imposée dès la phase de conception de l’ouvrage.

Dans la pratique, l’essence de bois et le procédé de préservation sont plutôt choisis par les industriels qui fabriquent et mettent sur le marché des produits ou des composants en bois. Le marché (le client), lui, ne choisit pas vraiment une essence / un procédé mais plutôt un matériau parmi ce que propose les fabricants, suivant ses contraintes personnelles (esthétiques, budgétaires, etc.).

Pour tous les usages du bois en extérieur, le matériau BIA est souvent la solution la plus utilisée en raison de son prix compétitif et attractif et de sa disponibilité (exemple des claustras, des piquets, des lames de terrasse).

Il est cependant régulièrement en concurrence avec d’autres bois  :

• Des essences « naturellement durables »
• Des bois modifiés par un procédé de traitement dit "alternatif"
• Des essences peu durables pour des produits à durée de vie limitée

Pour ses marchés traditionnels, le bois TSP n’est cependant pas en concurrence avec ces matériaux-bois mais avec d’autres dont il est communément admis qu'ils possèdent une durée de vie plus longue comme le béton, l’acier ou l’aluminium (la comparaison des impacts environnementaux globaux de tous ces matériaux mériterait d’être mieux comprise car la durée de vie ne doit plus être le seul critère de choix dans le contexte actuel).

C’est le cas par exemple pour les piquets (de vigne ou d’arboriculture), les traverses de chemin de fer ou les poteaux de ligne (téléphonique ou électrique). Ces trois grands usages utilisent historiquement le matériau BIA et ont en commun les caractéristiques suivantes :

• Usage professionnel
• Quantité nécessaire importante
• Bois en contact avec le sol : risques associés (pourriture notamment)
• Sollicitation mécanique du bois qui doit rester intègre
• Impossibilité de voir les dégradations éventuelles : besoin de fiabilité
• Complexité de remplacement : besoin d’une durée de vie longue (supérieure à 10 ans)
• Risque de pertes d’exploitation (et d’accident) en cas de dégradation
• Intégration dans un environnement naturel

Notions de bases nécessaires

Les agents biologiques naturels de dégradation du bois

En tant que matière organique, le bois est la nourriture principale de nombreux organismes vivants.

Pour d’autres, le bois constitue simplement le milieu dans lequel ils vivent.

Tous ces organismes sont capables a minima de dégrader l’aspect visuel du bois voire de le détruire, le rendant impropre à jouer son rôle, qu’il soit esthétique ou structurel.

C’est bien pour lutter contre ces dégradations potentielles que les traitements du bois existent et en particulier l’imprégnation en profondeur utilisée pour le BIA.

S’il existe des essences de bois naturellement résistantes (voir paragraphe « durabilité naturelle ») elles ne sont pas nombreuses parmi les essences européennes et seule la partie centrale de l’arbre (duramen) présente cette caractéristique, ce qui pose le problème de la valorisation du volume de bois restant (voir paragraphe « différence aubier / duramen »).

Les agents biologiques de dégradation du bois sont classés de la sorte :

• Champignons lignivores, détruisant un ou plusieurs des principaux constituants du bois : lignine, cellulose ou hémicellulose
  • Pourriture cubique (mérules, polypore, coniophore des caves, lenzite des clôtures)
  • Pourriture fibreuse (polypore des caves, coriolus versicolor)
  • Echauffure
  • Pourriture molle

• Champignons lignicoles, se développant dans ou sur le bois grâce aux substances dissoutes dans les cellules du bois
  • Moisissures
  • Bleu
• Insectes à larves xylophages
  • de bois frais (bostryche capucin, syrex, etc.)f
  • de bois d’œuvre (capricornes, lyctus, vrillettes, etc.)
• Insectes nidificateurs (fourmis charpentières, abeilles charpentières)
• Termites
• Térébrants marins
  • Xylophages (Tarets)
  • Nidificateurs (pholades et certains crustacés)

Facteurs de développement :

Tous les champignons ont en commun de se développer dans les conditions suivantes :

• Humidité minimum de 20% avec un optimum entre 35 et 50% (la capacité du bois à absorber l’eau est donc un critère qui le rend sensible aux attaques de champignons),
• Température entre 5 et 35 degrés (selon les espèces),
• Présence d’oxygène,
• Acidité du milieu (et éventuellement présence de calcium).

Les insectes, les termites et les térébrants dégradent le bois en y creusant des galeries, soit pour s’en nourrir, soit simplement pour se loger.

Un bois immergé dans l’eau douce et donc sans oxygène ne peut pas être dégradé par les agents décrits ci-dessus. De nombreuses constructions sur des pieux en bois immergés totalement dans l’eau et encore existantes aujourd'hui en attestent : le quartier du MARAIS à Paris et la ville de Venise notamment.

Les térébrants marins, comme leur nom l’indique, ont la particularité de dégrader les bois immergés dans l’eau de mer et les eaux saumâtres. Ils sont en revanche non présent dans l’eau douce.

Longévité, durabilité fongique, résistance

La longévité est une notion introduite par le fascicule de documentation FD P 20-651 "Durabilité des éléments et ouvrages en bois" rédigé en 2011 par un collectif de professionnels sous la houlette du FCBA et édité par l'AFNOR.

La longévité fait référence à l'espérance de vie d'une essence de bois donnée face au risque de dégradation par les champignons.

Elle est aussi appelée "durabilité fongique". Le fascicule introduit 4 niveaux de longévité :

• L3 : longévité supérieure à 100 ans
• L2 : longévité supérieure à 50 ans
• L1 : longévité supérieure à 10 ans
• N : longévité incertaine et inférieure à 10 ans

Dans le cas des insectes, on ne parle plus d'espérance de vie mais de "résistance"  : l'essence peut être attaquée ou non.

Le fascicule distingue :

• la résistance aux insectes à larves xylophages
• la résistance aux termites

La norme NF EN 460 de juillet 1994 "Durabilité du bois et des matériaux dérivés du bois - Durabilité naturelle du bois massif - Guide d'exigences de durabilité du bois pour son utilisation selon les classes de risque" est en cours de révision (en date du 01/09/2019) et précisera ces notions de durabilité et longévité. Article à compléter après validation et parution de cette norme révisée.

Classes d'emploi d'un ouvrage

La norme NF EN 335 de mai 2013 "Durabilité du bois et des matériaux à base de bois - Classes d'emploi : définitions, application au bois massif et aux matériaux à base de bois" définit 5 classes d’emploi.

Celles-ci correspondent à différentes situations du bois dans un ouvrage fini selon son exposition aux intempéries ou simplement à l’humidité, qui conditionnent une probabilité de dégradation par des agents biologiques.

Ces classes d’emploi peuvent être décrites comme suit :

• Classe d’emploi 1 : le bois est mis en œuvre à l'intérieur d'une construction, et donc non exposé aux intempéries et non soumis à humidification (meubles, parquets, lambris, menuiseries intérieures). Le développement de champignons n’est possible qu’en cas d’exposition accidentelle à l'eau. Le bois ne nécessite donc pas une durabilité fongique importante.
• Classe d’emploi 2 : le bois est mis en œuvre à l’intérieur d'une construction ou sous abri, et donc non exposé aux intempéries mais juste à humidification occasionnelle ou accidentelle avec un séchage très rapide dans ce cas. Le développement de champignons est possible. Une durabilité fongique est requise par différentes normes, notamment sur les éléments structuraux (charpentes et ossatures). Exemples : charpentes, ossatures de mur, bois protégés par une finition.
• Classe d’emploi 3.1 : le bois est mis en œuvre sans contact avec le sol extérieur mais soumis à une humidification fréquente sur des périodes courtes (quelques jours) avec un séchage complet entre ces périodes car la conception de l’ouvrage permet l’évacuation rapide de l’eau. Exemples : la plupart des bardages, menuiseries telles que portes et fenêtres sous débords de toiture ou de conception particulièrement drainante.
• Classe d’emploi 3.2 : le bois est mis en œuvre sans contact avec le sol extérieur mais soumis à une humidification fréquente sur des périodes longues (quelques semaines) sans séchage rapide entre ces périodes car la conception de l’ouvrage ne permet pas une ventilation suffisante du bois (confinement) ou une évacuation suffisamment rapide de l’eau. Exemples : la plupart des platelages, les bois structuraux exposés, les ouvrages extérieurs hors sol (pergola, clôtures, portes et fenêtres) du fait des stagnations d'eau au niveau des assemblages.

Pour les classes d’emploi 3.1 et 3.2, une protection à l'aide de fongicides ou l’utilisation d’une essence à durabilité fongique connue est indispensable pour éviter le développement potentiel de champignons lignivores et celui plus rapide de champignons de discoloration.

• Classe d’emploi 4 : le bois est mis en œuvre de telle manière qu’il est soumis à une humidification régulière sans possibilité de sécher (surfaces planes retenant l’eau, assemblages de bois extérieurs piégeant l’eau) ou à une humidité permanente (contact avec le sol ou avec l’eau douce en immersion partielle), LA plupart des essences nécessitent une protection fongicide puissante et profonde (imprégnation en autoclave vide et pression) pour éviter une dégradation rapide des bois par les champignons lignivores (en moins de 10 ans). .. Exemples : structures extérieures, poteaux, piquets, platelages traditionnels, balcons, escaliers extérieurs
• Classe d'emploi 5 : le bois est immergé dans l'eau de mer

Dans toutes les classes d’emploi les attaques d’insectes à larves xylophages (ilx) et de termites sont possibles, selon la zone géographique où les matériaux à base de bois sont mis en oeuvre.

Pour informer les professionnels du bois sur les classes d'emploi et la longévité des ouvrages bois, la Fédération Nationale du Bois (FNB) tient a disposition une "Fiche Comprendre" sur le sujet.

Durée de service, durée fonctionnelle et d'aspect

La durée de service (ou durée de vie) est une notion encore non précisée formellement qui désigne la période pendant laquelle le bois n'a pas encore subit un niveau d'altération biologique le rendant impropre à son usage.

Cependant, il n'y a pas que les altérations biologiques du bois qui peuvent nuire à son usage. C'est pourquoi les auteurs de l'ouvrage LE BOIS EN EXTÉRIEUR proposent de parler de durée fonctionnelle et de durée d'aspect

• La durée fonctionnelle est la période pendant laquelle le matériau bois remplit sa fonction de manière satisfaisante. Ni son intégrité biologique ni son intégrité géométrique n'ont été altérées.
• La durée d'aspect est la période pendant laquelle le bois présente un aspect satisfaisant pour l'usager ou le maître d'ouvrage

Ces deux notions ne sont pas non plus normalisées.

Même si la préservation du bois à base de biocides agit prioritairement sur son intégrité biologique et donc sur sa durée fonctionnelle, il est aisé de constater qu'elle améliore aussi la durée d'aspect du bois dans un ouvrage.

A propos des garanties : il ne faut pas confondre durée de service (ou durée de vie) avec garantie. La première est une donnée concernant le nombre d’années d’utilisation demandées ou constatées d’un  matériau dans son usage, la seconde est un engagement du fournisseur de ce matériau le plus souvent relié à une assurance. La garantie dans le temps est une donnée à caractère commercial et le niveau de performance qu'elle annonce peut ne pas avoir été établi par des essais normalisés.

Durabilité naturelle du bois

Une notion aussi variable que la nature

La durabilité naturelle est une caractéristique intrinsèque du duramen d’une essence de bois et désigne sa capacité à résister aux agents biologiques de dégradation du bois.

Chaque essence possède sa propre durabilité naturelle et celle-ci varie selon le type d’agent biologique considéré, et présente aussi une certaine variabilité d’une pièce de bois à l’autre, voire dans une même pièce de bois.

La norme EN 350 d'octobre 2016 "Durabilité du bois et des matériaux dérivés du bois - Méthodes d'essai et de classification de la durabilité vis-à-vis des agents biologiques du bois et des matériaux dérivés du bois - Durabilité du bois et des matériaux dérivés du bois - Méthodes d'essai et de classification de la durabilité à l'eau du bois et des matériaux à base de bois" précise les méthodes d’évaluation de la durabilité pour chaque agent biologique et définit les classes de durabilité des principales essences face à chaque type de dégradation du bois.

Le bois au contact du sol (piquets, poteaux) est potentiellement la cible de tant d’attaques que cet usage (classe d’emploi 4) fait l’objet de tests spécifique de durabilité tel que celui adapté et décrit dans la norme NF EN 252 de décembre 2014 "Essai de champ pour déterminer l'efficacité protectrice relative d'un produit de préservation du bois en contact avec le sol" .

La durabilité naturelle d’une essence de bois est liée à 3 critères :

• L'imprégnabilité de l'essence et donc sa propension à absorber l’eau va de pair avec sa sensibilité aux champignons. A l’inverse le caractère " imperméable » d’une essence est le gage d’une certaine durabilité naturelle face à ces organismes. On parle alors d’essences réfractaires. C’est une des raisons qui vaut à l’aubier (plus imprégnable) d’être moins durable que le duramen.

• La dureté du bois peut constituer un critère de résistance à certains organismes qui creusent le bois comme les termites ou les térébrants marins, bien qu’elle ne soit pas du tout suffisante pour qualifier une essence de durable vis-à-vis de ces organismes.
• La présence dans les cellules du bois de substances protectrices contre les agents biologiques (aussi bien champignons qu’insectes) constitue la première défense naturelle du bois. Ces composants sont surtout présents dans le duramen (bois parfait – voir plus bas) ainsi que dans l'écorce. Le duramen est d'autant plus riche en substances toxiques qu'il se différencie de l’aubier par sa couleur. On peut classer ces « biocides naturels » en 3 familles :
  • les terpènes et terpénoïdes, très présents par exemple dans les pins,
  • les cires et les graisses,
  • les polyphénols, dont font partie les fameux tanins présents dans le chêne notamment.

"Un bois imputrescible n'existe pas, tous les bois sont biodégradables mais la biodégradation est plus ou moins longue selon les espèces.

La durabilité naturelle de certains bois vis-à-vis des champignons ou des insectes est principalement liée à la présence de composés chimiques extractibles."

Marie-Christine TROUY : Ingénieur ENSTIB, Docteur de l’université Henri-Poincaré, Nancy 1 - Diplômée en Xylologie Fondamentale, Paris VI - Maître de Conférences à l’ENSTIB, École nationale supérieure des technologies et industries du bois – Université de Lorraine

Attention !

La durabilité naturelle telle qu’elle est précisée dans la norme NF EN 350 est une moyenne. Cela signifie qu’un certain pourcentage de l'essence de bois considérée peut avoir une durabilité meilleure, mais aussi moindre.

De plus, la durabilité naturelle varie dans un même arbre, voire dans une même pièce : voir paragraphe "différence aubier / duramen" ci-dessous.

Sur le marché, si les bois ne sont pas traités, cela peut donc conduire à une défaillance prématurée de quelques pièces dans un ouvrage ou pour un emploi donné.

Essences dites "naturellement durables"

Utilisé seul, ce terme est impropre et peut entraîner des erreurs de prescription et avoir de graves conséquences.

En effet, le caractère "durable" d'une essence doit toujours être complété et précisé par

• la classe d'emploi dans laquelle on se place,
• la longévité estimée de l'essence dans la classe d'emploi ,
• les agents biologiques de dégradation face auxquels le bois est durable.

De plus, la durabilité naturelle étant celle du duramen seul, les essences désignées ainsi doivent être disponibles "purgées d'aubier". En effet, tous les aubiers contiennent des substances nutritives qui les rendent très dégradables par les organismes xylophages et ils sont classés comme non durables.

L'usage courant désigne par "essence naturellement durable" celles qui sont les plus durables (car, comme dit plus haut, tous les bois sont biodégradables à plus ou moins longue échéance).

Exemple : le duramen de douglas est considéré comme "durable" face au risque champignon avec une longévité supérieure à 10 ans (L1) en classe d'emploi 3.2 mais il est sensible au risque termite.

Cas des essences adaptées à la classe d'emploi 4

Le robinier purgée d'aubier est la seule essence européenne présentant une durabilité fongique naturelle supérieure à 10 ans dans la classe d'emploi 4.

Le chêne et le châtaignier peuvent prétendre à cette longévité mais à condition d'être utilisés sans contact avec le sol et évidemment purgées d'aubier.

Ces deux essences feuillues européennes restent néanmoins sensibles aux termites, ce qui vaut à ces deux essences d'être parfois traité par imprégnation en autoclave vide et pression.

Extrait d'un dépliant pédagogique du FCBA :

"Classe d’emploi 4, bois en extérieur, en contact avec le sol ou l’eau douce [...]

Il existe quelques essences purgées d’aubier naturellement durables dans ces emplois (origine tropicale essentiellement).

La nécessité de protéger le bois dans un volume important impose l’utilisation d’essences très imprégnables.

Les essences indigènes tels que les pins conviennent parfaitement pour cette classe d’emploi."

Produits à "durée de vie limitée"

Certaines essences sont utilisées bien qu'elles considérées comme peu durables ou de longévité incertaine dans la situation visée et face aux agents biologiques rencontrés.

Il faut aussi rappeler que la durée de vie réelle de certaines essences, traitées ou non, n'est absolument pas une donnée précise et qu'elle peut même varier parfois dans une même pièce de bois.

Pour des raisons essentiellement économiques, il est possible de trouver sur le marché des produits destinés à un usage exposé (classe d'emploi 3.1, 3.2 ou 4) sans durabilité fongique établie.

Exemples classiques : lames de terrasse en sapin/épicéa destinées à un usage en classe d'emploi 4, mobilier extérieur en essence non identifiable (eucalyptus sp. notamment) destiné à un usage en classe d'emploi 3.2 voire 4.

Pour expliquer ces nombreux cas, il faut admettre qu'il y a un marché pour des produits à durée de vie courte, ou en tout cas pour lesquels la durée de vie (ou durée de service) longue n'est pas le premier critère d'achat.

On peut cependant regretter parfois un manque d'information claire et précise de la part du revendeur à propos des caractéristiques du matériau proposé.

Durabilité conférée, pénétration et rétention

Il s'agit d'une performance acquise grâce à l'utilisation d'un traitement de préservation," lorsque la durabilité naturelle est insuffisante par rapport à l'emploi prévu et aux risques associés".

Toutes les essences de bois mêmes traitées ne sont pas utilisables dans toutes les classes d’emploi. La comptabilité d’un traitement pour un emploi donné (donc sa classe d’emploi) dépend de l’essence de bois, et de sa capacité à absorber le produit de traitement.

Les spécifications de traitement applicables à la France sont données soit dans les NF DTU existant (exemple : NF DTU 41-2 "revêtements extérieurs en bois" ou NF DTU 51-4 "platelages extérieurs en bois"), soit dans la norme NF B 50-105.3 si le produit en bois n’est pas décrit dans un DTU ou un ouvrage équivalent.

L'usage d'un produit de préservation fait appel à deux exigences normalisées qui se répondent l'une à l'autre :

• une exigence de rétention, c'est-à-dire une quantité de produit de préservation et donc de matières actives dans la zone de protection et d’analyse du bois (voir ci-après), correspondant à la valeur critique d'efficacité du produit utilisé et déterminée selon les exigences de la norme NF EN 599, minorée ou majorée selon l'exposition de l'ouvrage, telle que défini par NF B 50-105.3 ou les DTU si existants.
• une exigence de pénétration, définit en 6 classes décrites par une profondeur de pénétration du produit de traitement et de ses matières actives et par une zone d'analyse dans laquelle on devra pouvoir mesurer l'exigence de rétention. Plus la classe d’emploi est élevée, c’est-à-dire plus sévère est l’exposition du bois vis-à-vis des agents biologiques pathogènes, plus la profondeur de pénétration du produit devra être importante.

"Le recours au traitement de préservation est fondé sur la protection d'un certain volume de bois qui correspond avant tout à une exigence de pénétration d'un produit caractérisé par son spectre d'efficacité et la quantité à laquelle il présente cette efficacité, qui est la définition de la valeur critique"

Pour informer les professionnels du bois sur la différence entre durabilité naturelle et durabilité conférée, la Fédération Nationale du Bois (FNB) tient a disposition une "Fiche Comprendre" sur le sujet.

Les procédés traditionnels de traitement du bois

Les différents procédés de traitement ont pour objectif de satisfaire aux deux exigences ci-dessus, de rétention et de pénétration, et peuvent être répartis en deux types :

• les procédés de surface (pulvérisation, trempage ou badigeonnage) déposent le produit de traitement en surface du bois en comptant sur sa capacité d'absorption naturelle. Ces protections de surface sont particulièrement bien adaptées pour les classes d'emploi 1, 2 et 3.1.
• les procédés sous pression (dont l'autoclave vide-pression) permettent de faire pénétrer le produit de traitement plus profondément dans le bois.

Par opposition aux procédés de surfaces, les procédés sous pression permettent de contrôler à la fois la quantité de produit injectée et la profondeur de pénétration pour optimiser la protection du bois et répondre au plus juste aux exigences ci-dessus (pénétration et rétention).

Les procédés dits "alternatifs"

Depuis les années 2000 sont apparus des procédés d'amélioration du bois communément appelés "alternatifs" car ne faisant pas appel à l'utilisation de biocides.

Ces procédés modifient la composition chimique du bois pour faire évoluer son comportement et parfois réduire sa sensibilité aux agents biologiques de dégradation.

On peut citer principalement :

• Les bois traités thermiquement, par exposition prolongée à de très hautes températures (appellation générale THT pour traitement haute température)
• Les bois traités par injection d'un réactif chimique : acétylation ou furfurylation (alcool furfurylique)

Une amélioration de la durabilité du bois a été constatée grâce à ces procédés, notamment face à certains champignons de pourriture, mais ils ne résistent pas aux termites.

Par ailleurs, ces procédés sont souvent propres aux industriels qui les ont développés et donc de qualité variable d'un fabricant à l'autre.

Ils constituent une offre complémentaire aux bois traités sous pression mais sont à ce jour encore peu présents sur le marché.

Classe de performance (NOUVEAU)

Il s'agit d'une nouvelle notion qui va apparaître dans la future norme EN 460 en cours de révision, et qui n'est pas encore finalisée au 1er septembre 2019.

Selon le texte en préparation, la performance face à la dégradation fongique par exemple pourra s'exprimer comme étant fonction d'une dose d'exposition et d'une dose de résistance, toutes deux fondées sur un rapport dose-réaction complexe.

" Dans un environnement d'usage final spécifique, la combinaison entre un type de conception et un matériau donné aboutit à une classification de performance courte, moyenne ou longue, interprétée dans les normes nationales telles que BS 8417 (Royaume-Uni), DIN 68800 (Allemagne), FD P20-651 (France) et le projet WoodBuild guide Rapport TVBK-3066 (Suède) pour indiquer les durées de service souhaitées"

Paragraphe à compléter dès que possible.

L'imprégnation du bois sous pression

Imprégnabilité du bois et aptitude au traitement

Cinétique d’humidification (NOUVEAU)

Il s'agit là aussi d'une notion très importante pour évaluer la capacité d’un bois à accepter un produit de préservation pour le rendre plus durable.

Cette caractéristique est qualifiée dans la norme EN 350 pour les essences les plus communément utilisées et importés en EUROPE. Une nouvelle norme est en cours d’élaboration pour mieux mesurer cette caractéristique

Différence aubier / duramen (bois parfait)

Tout arbre, sous l'écorce, est composé de deux types de nature de bois : le bois parfait (duramen) et l’aubier.

L’aubier regroupe les tissus les plus jeunes, en périphérie du tronc. C’est par ces tissus que monte dans l’arbre la sève brute, des racines jusqu’aux feuilles. Cette partie du bois est donc perméable et imprégnable, voire très imprégnable, selon les essences.

A cause de ce caractère plus hydrophyle et de son contenu en substances nutritives pour les agents destructeurs du bois, l'aubier est généralement plus sensible au développement des champignons lignivores et aux attaques d'insectes que le duramen.

Le procédé d'imprégnation du bois sous pression en autoclave utilise l’imprégnabilité de l’aubier pour y déposer à l’aide d’une pression relativement modérée un produit de protection fongicide et insecticide et, ainsi, améliorer sa durabilité aux champignons et sa résistance aux insectes.

Le duramen (autrement appelé bois duraminisé, bois parfait ou bois de cœur) est plus ancien et constitue la colonne vertébrale centrale de l’arbre. Il résulte d’une transformation des cellules de bois de l'aubier dont la composition chimique change et qui soudain se figent, stoppant leur participation active à la physiologie de l’arbre, ce qui autorise à dire que ces cellules sont comme mortes.

Les cellules du duramen, surtout celles colorées, sont devenues quasiment imperméables et aucun produit de traitement ne peut y pénétrer profondément. C’est la raison pour laquelle une coupe d’un produit en bois imprégné en autoclave montre des disparités de coloration et l’on voit généralement très nettement apparaître la zone de bois de cœur non imprégnée. Photo : coupe bois traité « à cœur »

Attention à la variabilité même du duramen !

• Les couches externes de duramen sont toujours plus durables que celles internes.
• Le duramen situé en bas d’un arbre (bille de pied) est plus durable que celui situé plus en hauteur dans l’arbre.
• Certaines essences de bois présentent une zone de transition entre l’aubier et le duramen. Cette zone ressemble au duramen, mais a une durabilité très proche de l’aubier (donc non durable).

A cause de son caractère peu durable et de sa couleur pâle, l’aubier a depuis toujours été écarté de la plupart des usages. En le rendant même plus durable que le bois de cœur, le traitement du bois sous pression est un moyen de valoriser l’aubier et donc d'augmenter le rendement d'un arbre. Le traitement en autoclave donne donc depuis des décennies un intérêt commercial aux essences à forte proportion d’aubier comme les pins par exemple.

Pour d'autres essences considérées comme "durables", il permet de s'affranchir de la grande variabilité de la durabilité naturelle liée à la variabilité de la composition du duramen (voir plus haut).

Différence entre essences

Le duramen peut se former plus ou moins rapidement selon les essences et plus ou moins rapidement selon la position du bois dans l'arbre. Sa proportion est donc par nature très variable d'une pièce de bois à une autre. Photo : comparaison aubier de chêne et aubier de douglas,

Le duramen est généralement plus foncé mais il est parfois "indifférencié" (cas de l’épicéa, du sapin, du hêtre).

Le duramen contient des substances naturelles efficaces pour limiter les dégradations causées par les champignons et les insectes (tanins, extractibles, voir durabilité naturelle ci-dessus).

Par exemple, les duramens des pins ou du douglas présentent une classe de durabilité aux champignons de niveau 3-4 (moyennement durable) qui les rend utilisables à l’état naturel en classe d’emploi 3.2 (bardage exposé ou terrasse faiblement exposée)

A l’inverse, le duramen de sapin ou d’épicéa qui n’a pas subi la même transformation chimique (aubier indifférencié) possède une durabilité inférieure à celui des Pins ou du Douglas . Avec une classe de durabilité aux champignons de niveau 4 (faiblement durable), l'usage de ces deux essences en pleine exposition aux intempéries n'est pas conseillée sans recevoir une amélioration appropirée. Par exemple, l'imprégnation en autoclave permet grâce à la pression de créer une zone de protection périphérique sur ces essences pourtant faiblement imprégnables pour des usages en classes d’emploi 2 et 3.1.

Le cas des pins :

Il faut signaler que les essences du genre pinus ont toutes une très forte proportion d’aubier, ce qui dans une pratique industrielle rend quasi impossible la fabrication de planches ou de produits élaborés 100% en duramen (durable) sans traces d'aubier, à un coût acceptable. Cela a pu valoir à certains pins comme le pin laricio d’être peu considérés comme bois d’œuvre par le passé en raison de la trop faible proportion de bois parfait.

A l’inverse, cette particularité est aussi un avantage pour cette essence car certaines pièces de bois peuvent être réalisées exclusivement en aubier dont la couleur jaune pâle et l’aspect homogène, parfois dénué de nœud, peut être très prisé en agencement ou en décoration.

Photo : coupe de pin avec répartition aubier-cœur représentative

L'imprégnation en autoclave est donc depuis très longtemps un procédé de valorisation des pins en les rendant extrêmement durables et donc utilisables pour les usages extérieurs. En effet, étant donné la proportion d’aubier imprégnable, la durabilité conférée à ces essences (pin laricio, pin maritime et pin sylvestre principalement) est excellente et permet d’atteindre des longévités supérieures à 50 ans. Source : Fascicule de documentation AFNOR FD P20-651

Or, les pins (genre pinus en botanique) sont très présents en France depuis le début du 19^ème siècle et représentent aujourd’hui dans le monde le groupe d’essences de loin le plus planté : plus de la moitié des forêts de plantation tempérées et boréales étaient constituées de pins en 1995 (26% dans les forêts tropicales et sub-tropoicales). Source : Constitution anatomique du bois : étude présentée à la commission des méthodes ... Thil, André (1849-1911). https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k6344711g  + http://www.fao.org/docrep/004/X8423F/X8423F04.htm

On comprend bien pourquoi l’imprégnation du bois s’est développé dans le monde entier afin de valoriser ces essences et comment le bois traité sous pression est devenu un matériau stratégique.

Le cas du douglas hors-aubier :

Le douglas est connu sa grande proportion de bois de cœur dont la longévité est établie. Il existe donc une demande pour des produits non-traités fabriqués à partir de bois de cœur de douglas dit « douglas hors-aubier » pour des usages type bardages ou platelages, moyennant une mise en œuvre évitant la stagnation de l’eau (selon le FD P20-651 et NF DTU 51.4).

Cependant, en valorisant uniquement le bois parfait de cette essence, on écarte inévitablement de nombreuses planches qui comportent de l’aubier.

C’est pourquoi le traitement sous pression est aussi un process important pour les producteurs de douglas car il leur permet de faire accéder à des usages extérieurs (hors sol) les produits comportant de l’aubier, valorisant ainsi au maximum les bois qu’ils produisent.

Photo : coupe de douglas avec répartition aubier-cœur représentative et schématisation des planches « hors-aubier »

Historique de l'imprégnation du bois

Les procédés d'injection

Le bois accompagne les hommes depuis si longtemps et pour des usages si divers que la problématique de sa durabilité ne date pas d'aujourd'hui.

En témoignent les nombreux écrits (voir sources) au sujet de sa préservation et des nombreux procédés ayant été développés au fil du temps pour améliorer sa résistance aux insectes et aux champignons.

Historiquement, les usages ayant le plus bénéficié des procédés de traitement du bois sont les suivants :

• Traverses de chemin de fer
• Poteaux de lignes (électriques et téléphoniques)
• Charpenterie de marine
• Étayage et blindage des mines

Ces utilisations du bois ont toutes en commun de consommer de gros volumes de bois dans des conditions très exigeantes (contact direct avec le sol ou l'eau).
Parmi les procédés ayant existé, on peut notamment citer les procédés Boucherie, Béthell, Payne, Legé et Fleury-Pirronet, Lovenfeld, Blythe, Nodon Bretonneaux, Lowry, Rütgers (créosote + chlorure de zinc), Ruping (à cellules vides), kyanisation (bichlorure de mercure), Beaumartin, Powell, Estrade.

L'utilisation du vide et de la pression :

Beaucoup de procédés de traitement utilisaient la mise en contact du bois avec le principe actif mais ne mettaient pas en oeuvre le vide ou la pression. C'était le cas du procédé Boucherie dont le principe était de remplacer la sève des bois verts par une solution antiseptique en utilisant la gravité. Ce procédé fut très utilisé pour le traitement des poteaux de lignes.

Apparu en 1842, le procédé Burnett ou "chlorurage", lui, utilisait la pression et permettait l'imprégnation totale de l'aubier et de 100% des essences imprégnables (hêtre, peuplier). Il procurait aux traverses en pin une durée de vie moyenne de 23 ans

La "burnettisation" généralisera l'utilisation du chlorure de zinc et sera très utilisée pour imprégner les pièces de charpente de la marine anglaise.

Mais l'idée d'une imprégnation en vase clos, d'une enceinte étanche suffisamment résistante dans laquelle le produit est mis sous pression revient au français Bréant qui dépose un brevet en 1831. Rapidement amélioré par John Bethell en 1838 qui passera à la postérité.

Voici le récit de l'évolution de l'injection du bois que fait Ph. Renard en 1982 dans la Revue forestière française :

"C'est en effet en 1831 que le Français Bréant déposait un brevet pour l'injection en autoclave . En 1838, l'Anglais Bethell, simplifiant cette méthode, préconisait l'emploi du goudron de houille, ou créosote, comme produit de conservation des bois. Dès lors, leur injection industrielle prenait son essor et faisait d'importants progrès. C'est entre 1832 et 1837 que le docteur Boucherie constatait que la sève favorisait l'attaque des bois par différents agents extérieurs tels qu'insectes et champignons . Il mettait alors au point une technique qui consiste à chasser la sève encore liquide à l'intérieur des bois verts et à la remplacer par une solution antiseptique (1841). En 1902, l'Allemand Ruping trouvait et mettait en application un procédé économique de traitement à la créosote des bois facilement injectables . En 1903, le Français Estrade mettait au point un traitement pour les bois d'essences difficilement injectables lorsqu'ils sont secs, tels le sapin et l'épicéa. Grâce à ces découvertes et aux améliorations apportées par d'autres savants comme Bréant, Lowry . . . l'injection industrielle des bois ne cessa de se développer et c'est dès le milieu du XIX° siècle qu'on procéda à l'injection des traverses de voies ferrées puis à celle des poteaux en bois pour lignes téléphoniques et électriques aériennes . Aujourd'hui, en France l'injection des bois constitue un véritable secteur industriel qui occupait en 1979 plus de 1 000 salariés et réalisait un chiffre d'affaires avoisinant 270 MF."

A propos du mot "autoclave" :

Le mot autoclave n'était pas généralisé à cette époque. Pour ces procédés, on parlait en 1906 de "cylindre métallique" ou de "cylindre d'injection".

Un "autoclave" désignait alors (et c'est toujours le cas - Cf. page wikipedia "autoclave" à compléter) un appareil utilisé pour la stérilisation à chaud, d'instruments ou d'outils, ou une enceinte étanche pour effectuer des réactions chimiques en laboratoire, souvent à haute température.

Le mot est naturellement apparu dans l'industrie du bois à l'époque où la créosote était utilisée à chaud et injectée sous pression (procédé Béthell).

On en trouve les premières traces en 1948 quand Louis PAPY décrit l'activité industrielle des Landes où étaient imprégnées les traverses de chemin de fer (à la créosote à l'époque) et environ à la même époque, en 1950 dans le QUE-SAIS-JE écrit par Jean Campredon

Bien qu'aujourd'hui l'imprégnation des bois en autoclave s'effectue à température ambiante, de nombreux consommateurs associent encore ce terme à une montée en température.

Anecdote : le terme "autoclave" a été utilisé en 1942 dans un document appelé "CONTROLE DE L'EFFICACITÉ DES FONGICIDES UTILISÉS POUR L'IMPRÉGNATION DES BOIS" mais il désignait alors une enceinte de laboratoire où les bois imprégnés étaient testés !

Les matières actives

Le terme "biocide" est absent de la littérature historique consacrée à la préservation des bois.

Dans les années 1950, les divers composés chimiques utilisés sont encore appelés "antiseptiques" étant donné qu'ils ont pour but de lutter activement contre les champignons.

En 1906, les principales molécules utilisées sont : acétate de plomb, sulfate ou acétate de fer ou de cuivre, chlorure de zinc, chlorure de baryum, naphtaline, acide phénique, créosote.

La plupart de ces principes actifs ont montré des limites et ont été remplacés depuis. La créosote est encore utilisée mais son usage est restreint en France aux traverses de chemin de fer.

Le cuivre est cependant resté très longtemps utilisé à travers un produit devenu célèbre dans la préservation du bois : le CCA. Ce principe actif serait apparu en 1934 (source à trouver). On trouve la trace des CCA dans une publication anglo-saxonne en 1977. Associant au Cuivre le chrome et l'arsenic, le CCA est encore utilisée aujourd'hui mais marginalement, pour certains usages très exigeants, étant donné son caractère difficilement recyclable.

En Europe, le produit de traitement CCA a été remplacé depuis les années 2000 par différents principes actifs associant le cuivre et divers composés organiques biodégradables, tous en phase aqueuse. Mais les CCA restent encore très majoritairement utilisés dans de nombreux pays du monde et notamment aux USA et en Australie.

(Article Traitements conservateurs des bois à modifier / compléter / moduler / censurer ?

Différents procédés d'imprégnation des bois peuvent être utilisés : pulvérisation, trempage, autoclavage sous vide.

Dans tous les cas il convient de prendre les plus grandes précautions lors de ces travaux compte tenu de la toxicité des produits employés, souvent cancérogènes, mutagènes ou reprotoxiques 19)

L'autoclave vide et pression

Le procédé

Bien que l'expression désigne un matériel, elle fait aussi référence au procédé le plus utilisé actuellement appelé BETHELL (parfois écrit Béthel), en souvenir de son inventeur en 1838 même si produits et matériels ont quelque peu évolués.

Un cycle de traitement sous pression se déroule selon les séquences suivantes :

1. Séchage initial des bois : le taux d'humidité du bois doit être obligatoirement inférieure à 25% (masse d'eau / masse de bois anhydre)
2. Chargement des colis de bois secs à imprégner et fixation ou lestage pour éviter qu'ils ne flottent une fois immergé (certains tunnels sont équipés à l'intérieur de systèmes maintenant les colis de bois)
3. Vide initial (entre 0,05 et 0,15 bars pendant 30 à 90 minutes) pour vider les cellules du bois de leur air
4. Remplissage de l'autoclave avec la solution de traitement (matière active diluée) en maintenant le vide
5. Arrêt du vide et montée en pression (environ 10 à 12 bars, pendant 30 minutes à 3 heures selon l'essence et le niveau de pénétration souhaité)
6. Vidange et évacuation du produit restant vers la cuve où il était initialement
7. Vide final pour rétablir l'équilibre interne du bois et éviter les écoulements de produits en sortie de tunnel (parfois le tube est monté sur vérins et s'incline pour faciliter l'égouttage)
8. Sortie des bois et stockage à l'air libre, sur zone étanche, pour permettre la fixation du produit de traitement et le séchage des bois avant mise en oeuvre

Le procédé est dit "à cellules pleines" car il consiste à saturer de produit toutes les cellules du bois.

Certaines installations utilisent les autoclaves en pratiquant des cycles différents de celui ci-dessus..

Il existe notamment un cycle sans vide initial appelé "à cellules vides" qui était utilisé pour la créosote afin qu'elle ne remplisse pas les cellules du bois mais imprègne les parois cellulaires, ce qui permettait notamment d’éviter la surconsommations de produit inutile.

Il existe aussi un procédé appelé "vide-pression alternés" destiné en théorie à obtenir une meilleure pénétration sur des essences réfractaires (type sapin ou épicéa)

Attention ! Le mot autoclave ne désigne pas à lui seul un procédé utilisant la pression pour imprégner profondément le bois. En effet, il existe des enceintes appelées "autoclaves double vide" qui traitent le bois plus superficiellement, pour des expositions moins sévères.

Le matériel :

Le matériel utilisé peut être décrit ainsi (cas général) :

• Une ou plusieurs cuves contenant le produit de traitement, soit prêt à l'emploi déjà dilué, soit concentré prêt à être dilué,
• Un tunnel ou tube de 1 à 3 m de diamètre et de 6 à 30 m de longueur selon les installations (en fonction des produits à imprégner), capable de supporter des pressions internes de 10 à 15 bars (éprouvé à 25 bars)
• Une installation pneumatique incluant pompe à vide, compresseurs, vannes et canalisations pour le remplissage et vidage du tube, sa mise sous vide ou sous pression
• D'un équipement situé à l'entrée du tunnel, dans son axe pour le transfert des bois à l'intérieur (chariots sur rails le plus souvent)
• D'un automate pour le pilotage de l'installation (ouverture et fermeture des vannes, contrôle des temps de cycle), et parfois pour l'alimentation en bois de l'installation
• D'un bâtiment généralement indépendant dont le sol constitue une zone dite de rétention pour éviter toute pollution accidentelle

Propriétés et caractéristiques du bois traité sous pression

Durabilité

Les bois imprégnés en autoclave sont souvent désignés comme "traités classe 4" ou "traités classe 3", même dans certaines normes.

Il s'agit d'un abus ou d'un raccourci de langage car on devrait dire "traité pour un usage en classe d'emploi 4 (ou 3) et pour une durée de vie supérieure à 10 ans", tel que l'affirme le fascicule de documentation FD P 20-651 dans le tableau 6 page 21.

Pour une réalisation en bois en classe d'emploi 4 (contact avec le sol ou avec l'eau douce) dont on voudrait qu'elle résiste 50 ans à la pourriture, aucun traitement de préservation ni aucune essence ne le permettrait à ce jour.

Néanmoins, puisque le tableau qui fait foi aujourd'hui (FD P 20-651) passe de "plus de 10 ans" à "plus de 50 ans" (L1 à L2), cela ne dit pas si certaines essences, traitées ou non, ne pourraient pas durer 20, 30 ou 40 ans.

En l’occurrence, les bois imprégnés en autoclave ont déjà prouvé leur capacité à tenir largement plus de 30 ans en classe d'emploi 4, mais c'était à l'époque de l'utilisation des CCA comme matière active (voir plus haut).

Bien qu'existantes depuis les années 1970, les nouvelles formulations cuivres-organiques ne sont utilisées massivement en Europe que depuis les années 2000. Le retour d'expérience sur les bois traités avec ces nouveaux produits n'est donc pas encore suffisant pour pouvoir affirmer dans un texte normatif que les essences traitées avec ces produits ont une durée de vie supérieure à 20 ans. Des essais de terrain conduits selon la norme EN 252 en comparaison avec les CCA montrent cependant des performances similaires.

(A VALIDER) Insérer image : tableau page 21 du FD P 20-651 sur la longévité des bois à durabilité conférée ?

Certains fabricants de bois imprégnés en autoclave proposent une garantie commerciale de 20 voire 25 ans sur les produits qu'ils fabriquent à partir de ces bois.

On lit assez souvent "pin classe 4" pour désigner le pin traité sous pression en autoclave sans même avoir l'information que celui-ci a bien été imprégné en vue d'un usage potentiel en classe d'emploi 4. En effet, il est possible d'imprégner une pièce de pin ou de douglas pour qu'elle soit apte à un usage en classe d'emploi 3.2 seulement (cas d'un bardage en pleine exposition), ce qui requiert une moindre rétention et une moindre pénétration du produit de traitement que pour une classe d'emploi 4.

Malgré la pression, les essences réfractaires comme le sapin, l'épicéa, le douglas ou le mélèze ne peuvent pas recevoir suffisamment de produit pour espérer résister à la pourriture en classe d'emploi 4, sauf à être préparées spécifiquement dans ce but (cas des bois ronds non purgés d'aubier et incisés ou perforés avant imprégnation, pour un usage en poteaux de ligne).

En revanche, quelle que soit l'essence imprégnée, le traitement sous pression en autoclave rend le bois résistant aux insectes à larves xylophages et aux termites (protection dans certains cas superficielle et toujours conditionnée à l'absence de découpes ou d'usinage, ou au retraitement de ceux-ci avec le produit adéquat).

Hygrométrie

Le bois autoclavé est saturé en eau pendant le cycle de traitement (sauf produit de type créosote) et c'est l'eau qui véhicule la matière active dans les zones imprégnables de la matière bois.

C'est pourquoi il est indispensable

1. de sécher le bois avant traitement et de le vider de l’air qui a remplacé cette eau dans les cellules, pour que la solution de traitement puisse pénétrer dans le bois,
2. de sécher le bois après traitement, pour pouvoir le mettre en oeuvre dans des conditions d'hygrométrie conformes aux règles professionnelles et à son humidité en service.

En France, le séchage antérieur à l'imprégnation s'effectue majoritairement en séchoir artificiel sitôt les pièces de bois sciées, et le séchage postérieur se fait à l'air libre, sur une aire de stockage suffisamment ventilée, une fois les principes actifs fixés dans le bois.

L'imprégnation sous pression en autoclave ne modifie pas le comportement hygroscopique du bois. Le bois traité sous pression garde sa propension à absorber l'humidité ambiante avec les variations dimensionnelles qui peuvent en découler.

Résistance mécanique

L'imprégnation en autoclave ne modifie pas le comportement mécanique du bois.

A condition d'avoir été imprégné par un produit bien identifié, le bois autoclavé possède les mêmes caractéristiques de résistance à la flexion, à la compression ou au poinçonnement que le même bois non traité.

Les composants de structure en bois, dédiés à une construction et déjà dimensionnés par le calcul, peuvent donc être imprégnés en autoclave sans remettre en cause leur dimensionnement.

Aspect et finition

Etat de surface :

L'état de surface du bois peut être très légèrement altéré par l'imprégnation en autoclave dans le cas où les bois auraient été au préalable finement poncé.

L’absorption d'eau peut amener certaines fibres du bois à se relever, créant un léger relief.

Couleur (initiale) :

La couleur du bois est modifiée à cause du cuivre contenu dans le produit de traitement qui lui donne (par défaut) une teinte verte (couleur des sels de cuivre), éventuellement modifiable en une teinte marron foncée voire grise, selon les marchés.

Une caractéristique importante des bois imprégnés en autoclave est la variabilité de la couleur finale, fonction notamment de l'essence, du produit de traitement utilisé et de l'exposition du bois imprégné à la lumière.

Singularités du bois :

La couleur de l'imprégnation est suffisamment soutenue pour masquer les veines de certains bois (comme le sapin ou l'épicéa). En revanche, le veinage du pin et du douglas est plutôt mis en valeur par l'imprégnation.

Les fentes et les nœuds ne sont pas modifiés par l'imprégnation en autoclave. La coloration soutenue du produit de traitement permet néanmoins de les rendre un peu plus discrets.

Evolution d'aspect :

Naturellement, comme pour les bois non traités, la teinte des bois traités sous pression tournera vers le gris en cas d'exposition au soleil et aux intempéries.

Cependant, compte tenu de son action sur les organismes biologiques, l'imprégnation en autoclave agit sur le grisonnement naturel du bois en le ralentissant de manière notable et en favorisant l'homogénéité de la couleur finale.

Aptitude à la finition :

Il est peu recommandé d'appliquer une finition opaque sur un bois imprégné en autoclave car des remontées de sels de cuivre peuvent avoir lieu au niveau des nœuds notamment et modifier la couleur de la peinture. A minima, des essais préalables sont nécessaires.

L'utilisation de finitions translucides de type saturateur ne pose pas de problème particulier, à condition que l'application ait bien lieu sur un bois sec.

Précautions

Quincaillerie métallique

Du fait d’incompatibilités chimiques entre le cuivre et d’autres métaux comme le fer ou le zinc (phénomènes d’oxydation), toutes les quincailleries (vis, boulons, équerres de fixation, platines, gouttières, etc.) doivent être en inox, ou bien sans aucun contact direct avec le bois traité sous pression avec des formulations à base de cuivre (utilisation de feutres bitumineux par exemple).

Contact avec d'autres matériaux

A ce jour, le contact des bois traités sous pression avec les autres matériaux non métalliques ne pose pas de problème. Il y a lieu cependant de s’assurer que les bois mis en œuvre sont secs et donc que la fixation des matières actives est bien effective.

Usinages

La protection par imprégnation sous pression est rarement dans l’ensemble du volume du bois, car pour la majorité des essences utilisées (comme les pins), seules les parties imprégnables sont traitées.

C'est pourquoi il est recommandé de ne pas découper ou percer un bois traité sous peine de découvrir des zones de bois non durables et qui vont se dégrader plus vite que le bois traité.

Contact alimentaire

A ce jour, aucun bois traité sous pression n'a été approuvé par les autorités compétentes en la matière.

Cependant, aucun problème notoire n'a jamais été répertorié, notamment suite à l'ingestion par les chevaux de morceaux de barrière en bois traités sous pression aux sels de cuivre.

Qualité, sécurité et environnement

Normes, certifications, marques de qualité

Les normes harmonisées, nationales et internationales

Le bois et le bois traité sont couverts par un grand nombre de normes internationales (ISO), européennes (EN) et nationales (NF).

En effet, le bois est un matériau naturel, variable dans sa composition et ses caractéristiques. Le très grand nombre d’essences de bois et l’hétérogénéité pour une même essence de bois imposent un tissu normatif complet afin de pouvoir décrire les caractéristiques de tout les types de bois et encadrer leurs usages..

Le bois, matériau biodégradable naturellement, est sensible aux attaques par des organismes vivants, champignons et insectes. La présence et la virulence de ces agents pathogènes n’est pas uniforme en Europe. Le climat n’est pas identique partout en Europe. C’est pourquoi, chaque pays en Europe se doit de décrire cette présence et cette virulence afin de pouvoir éditer des normes nationales prenant en compte ces facteurs. Pour ce qui a trait au bois traité, en France métropolitaine et dans les départements d’Outre-Mer, les spécifications de traitement sont décrites dans la norme NF B 50-105.3 et dans les NF DTU pour le domaine du bâtiment.

Le document FD P 20-651, en appui des NF DTU, introduit un outil d’aide à l’identification des classes d’emploi et donne des précisions sur les durabilités et performances des différentes essences de bois (traitées ou non) utilisées dans le domaine de la construction pour la France métropolitaine.

Le comité européen de normalisation (CEN) TC 38 est dédié à la préservation et à la durabilité du bois en Europe.

Historiquement, il est à noter que toutes les normes européennes et françaises actuelles découlent de la publication en France, en 1986, des normes NF B 50-100 et NF X 40-100. En effet, du fait de la grande complexité décrite ci-dessus, de la grande variabilité des climats en France et des agents biologiques pouvant attaquer et détruire le bois, il fut plus nécessaire en France qu'ailleurs de fixer un cadre normatif minimum sur lequel les prescripteurs et utilisateurs ont pu se baser.

Assez naturellement, le centre technique du bois (CTBA à l'époque) a créé deux certifications permettant de reconnaître l’efficacité des produits de traitement (CTB-P+ en 1989) et de valider le respect des spécifications minimales de traitement des bois (CTB-B+ en 1990).

Cet appui normatif et de certifications a contribué à faire connaitre les performances du bois traité en France et donc à assurer son développement : on estime que le volume de bois traité sous pression commercialisé en France a été multiplié par 5 en 30 ans.

Par ailleurs, son usage initial presque cantonné aux piquets de vigne, poteaux support de lignes et traverses de chemin de fer s'est élargi aux domaines du bardage, du platelage et des aménagements extérieurs, jusqu’aux glissières de sécurité, composant un marché toujours croissant. Pour accompagner ce marché, de nouvelles normes sont nées pour reconnaître et caractériser ces produits. Le marquage CE s’est appliqué aussi à prendre en compte ces applications lorsqu'une norme harmonisée existait au niveau européen.

La certification CTB P+ [1]

CTB-P+ ("p" comme produit de traitement) est née en 1989 . C’est une certification du domaine volontaire, accréditée par le COFRAC (comité français d'accréditation).

Reconnue et prescrite depuis 30 ans, la certification CTB-P+ s’applique aux produits de préservation des bois et par extension aux produits de traitement et de lutte antitermites.

En fonction de leur mode d’action, ces produits permettent :

• de prévenir les attaques du bois ou des produits à base de bois par des organismes détruisant ou altérant l'aspect du bois (champignons, insectes dont termites),
• d'enrayer une attaque de ces organismes,
• d’empêcher que les termites puissent rentrer dans les constructions.

La certification CTB-P+ atteste entre autres de l’efficacité et de l’aptitude à l’usage des bois traités.

En 1994, CTB-P+ fut précurseur en introduisant les aspects santé / environnement.

Dernièrement, pour les produits concernés par le Règlement Européen sur les produits biocides UE n° 528/2012, elle inscrit son évaluation au regard des autorisations de mise sur le marché existantes qui en constituent un prérequis.

Elle est reconnue non seulement en France mais à l’international, souvent hors des frontières européennes.

La certification CTB B+ [2]

CTB-B+ ("b" comme bois traité) est née en 1990 . C’est également une certification du domaine volontaire, accréditée par le COFRAC (comité français d'accréditation).

La marque de qualité CTB-B+ s’applique :

• au bois massif utilisé comme produit de construction y compris les bois ronds et les ouvrages de génie civil, les emballages, l’ameublement etc.
• aux panneaux à base de bois pour attester de leur résistance vis-à-vis des termites.
• aux panneaux de fibres isolants.

Les titulaires de cette marque sont des sociétés localisées non seulement en France mais aussi hors de France pour pouvoir contrôler la qualité des produits importés et leur conformité à la norme NF B 50-105.3..

La marque CTB-B+ est prescrite non seulement en France mais aussi dans de nombreux pays d’Europe.

Le marquage CE réglementaire

Le marquage CE (conformité européenne) a été créé dans le cadre de la législation d'harmonisation technique européenne. C’est une réglementation à laquelle les produits de construction doivent se soumettre.

Attention ! Ce marquage réglementaire n'implique pas que le produit a été fabriqué dans l'Union européenne.

Différent niveaux d’attestation et donc d’exigences sont prévus en fonction de la criticité de l’application. Plus le risque (humain ou matériel) lié à une défaillance du produit en usage normal est important, plus le niveau des exigences à respecter est élevé.

Concernant les bois traités sous pression, seuls les bois de structure, les bardages et les poteaux support de lignes par exemple sont soumis à cette réglementation.

Réglementation et impacts sur la santé et l'environnement

La Directive européenne 98 / 8 / CEE dite "Directive Biocides"

Les médicaments et les produits phytosanitaires sont couverts par des autorisations de mise sur le marché (AMM) couvrant leur efficacité et l’évaluation des risques qu'ils peuvent représenter vis-à-vis de la santé et de l'environnement.

Les produits biocides, eux, ne sont pas encadrés sur le plan communautaire même si des réglementations existent dans certains pays d’Europe. Les autorités ont considéré qu’il était indispensable de les gérer de manière harmonisées, en particulier sur un plan de toxicité et d’écotoxicité, .

23 types / catégories sont identifiés. Le type 8 correspond aux produits de traitement des bois.

Suite à deux premières phases d’identification des biocides et de notification de ceux-ci, une première étape d’inscription sur une "liste positive" est établie suivant un calendrier prioritaire.

Une fois les matières actives inscrites et reconnues comme acceptables sur les plans de la santé et de l'environnement, une évaluation des formulations qui les contiennent est considéré.

Les évaluations étant très chères et les critères santé et environnement particulièrement drastiques, très peu de matières actives ont été inscrites in fine sur la liste positive par typologie de produit.

Le règlement européen 528 / 2012

En 2102, le Règlement biocide 528/2012 se substitue à la Directive Biocides. La différence principale est qu’il ne nécessite pas administrativement une traduction en droit national par les Etats Membres. Les principes fondateurs sont inchangés.

Pour le traitement des bois, les premiers produits ont été approuvés et parmi eux un certain nombre pour le traitement sous pression en autoclave.

Le Règlement prend en compte dans son évaluation l’impact sur la santé humaine et la protection de son environnement. Le fait qu’un produit de traitement soit autorisé, signifie que les autorités compétentes considèrent que les impacts sont contrôlés et acceptables. Contrairement à de précédentes Directives ou Règlements, c’est un tournant important car le Règlement autorise, sur des bases sérieuses et étayées, au lieu de seulement interdire.

Les produits de traitement du bois sous pression en autoclave sont donc des produits dont l’efficacité, le risque santé et environnement sont jugés comme acceptables pour leurs applications.

Les documents, listes et autres informations sont disponibles sur le site de l’ECHA [3]

Les installations classées et les MTD

Comme les produits de traitement des bois ont par nature des effets toxiques sur certains organismes vivants, les installations de traitement des bois sous pression en autoclave sont soumises à autorisation préfectorale en vue de leur exploitation [4].

Si les critères de sauvegarde de l’environnement lors du procédé de traitement ne sont pas satisfaits, l’autorisation ne peut être donnée.

Ce système d’autorisation est national et non harmonisé au plan européen.

La directive relative aux émissions industrielles (IED) [5] définit au niveau européen une approche intégrée de la prévention et de la réduction des pollutions émises par les installations industrielles et agricoles entrant dans son champ d’application.

Un de ses principes directeurs est le recours aux meilleures techniques disponibles (MTD) afin de prévenir les pollutions de toutes natures. Elle impose aux États membres de fonder les conditions d’autorisation des installations concernées sur les performances des MTD

Des travaux sur le plan européen sont en cours afin d'encadrer encore mieux les installations de traitement du bois sous pression en autoclave sur le plan des impacts environnementaux .

Le bois et la planète

Stockage de CO2

Mettre en oeuvre du bois (traité ou non), c’est stocker du CO₂ et donc lutter contre l’effet de serre.

En effet, comme tout végétal, les arbres consomment du carbone, principal constituant de leurs cellules, des feuilles aux racines, et ce carbone est prélevé dans l’air sous forme de CO2 lors de la photosynthèse.

Selon l'Office National des Forêts (ONF), une forêt en pleine croissance peut absorber entre 11 et 37 tonnes de CO2 par hectare et par an. Par leur taille et leur volume, les arbres stockent ainsi des quantités considérables de carbone : près de 8 milliards de tonnes uniquement dans les forêts françaises ! [6]

De même, utiliser des produits en bois représenterait 5 millions de tonnes de CO2 stocké par an, soit 1% des émissions totales de CO2 en France.

Emissions de CO2 évitées

Il est possible de réduire les émissions de CO2 en substituant le bois (traité ou non) à d'autres matériaux de construction plus émetteurs de CO2. Mettre en œuvre 1 mètre cube de bois éviterait ainsi une émission moyenne de 740 kg de CO2.[7]

En effet, qu’il s’agisse de matériaux à base minérale, de métal, de polymères, tous ces matériaux génèrent au cours de leur vie plus de CO2 que le bois, même traité sous pression en autoclave.

Ressource naturellement renouvelable

Le bois traité sous pression utilise majoritairement des essences françaises et européennes provenant de forêts gérées durablement (pins, épicéa, sapins, douglas).

En effet, toutes les plantations européennes sont aujourd’hui aménagées et cultivées de manière soutenable, avec le souci d’un impact réduit sur les écosystèmes et l’objectif de renouveler la forêt en la gérant comme un gisement de matière première.

Pour attester que le bois provient de forêts gérées durablement, les fournisseurs peuvent mettre en avant l’une des deux principales marques de certification : PEFC ou FSC.

ACV et données environnementales

La loi Grenelle 1 définitivement adoptée par le Sénat le 1er juillet 2009 prévoit que les consommateurs doivent pouvoir disposer d'une "information environnementale sincère, objective et complète" sur les produits qu'ils achètent. L'ADEME et l'AFNOR ont organisé une plateforme visant à élaborer pour chaque catégorie de produits des règles d'affichage de leur impact sur l'environnement. De ces travaux faisant appel à la méthodologie des analyses de cycle de vie (ACV) sont issus le document BPX 33-323 (approuvée en juillet 2008) et son annexe méthodologique (approuvée le 3 juillet 2009).

Le secteur de la construction avait déjà anticipé cette demande d'informations environnementales : la norme NF P01-010 datant de décembre 2004 présente des règles méthodologiques pour l'élaboration de Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire (FDES). La base INIES [8] gérée par le CSTB recense plus de 3000 FDES couvrant plus de 4000 produits.

En collaboration avec les titulaires des marques CTB+ et CTP+, FCBA a réalisé l'analyse du cycle de vie des bois traités pour un usage en classe d'emploi 2, 3 et 4. Une collecte de données a été réalisée pour évaluer l'impact environnemental des produits de traitement et des produits en bois traités et a donné lieu à la publication en avril 2011 par le FCBA de plusieurs déclaration environnementales et sanitaires sur le modèle FDES de l'AIMCC [9] (version 2005) :

• Platelage raboté en résineux traité pour un usage en classe d'emploi 4 dans une station de traitement certifiée CTB B+ utilisant des produits certifiés CTB P+
• Bois de structure pour ouvrage extérieur traité pour un usage en classe d'emploi 4 dans une station de traitement certifiée CTB B+ utilisant des produits certifiés CTB P+
• Bardage brut en résineux traité pour un usage en classe d'emploi 3 dans une station de traitement certifiée CTB B+ utilisant des produits certifiés CTB P+

(station de traitement = autoclave)

Les FDES ayant une durée de vie de 5 ans , les documents cités ci-dessus doivent être remis à jour. Des travaux sont en-cours.

Fin de vie et économie circulaire (A RELIRE ET VERIFIER)

En fin de vie d'un ouvrage bois, les pièce en bois traité sous pression en autoclave qui sont encore intègres, biologiquement parlant, peuvent être réutilisés sur d'autres ouvrages.

Quelques précautions cependant :

- Bien traiter les éventuels nouveaux usinages (coupes ou perçages) avec le produit adéquat pour reconstituer la protection.

- Respecter la classe d'emploi initialement prévu : notamment, ne pas utiliser en classe d'emploi 4 (contact avec le sol ou avec l'eau douce) un bois initialement traité pour la classe d'emploi 3.2.

Si l'état du bois ne permet pas sa réutilisation, un dépôt en déchetterie est nécessaire car l'incinération de ces bois nécessite une installation spécialisée afin de filtrer les composants qu'ils contiennent.

Les bois traités sous pression en autoclave sont considérés comme des déchets dits "dangereux", en partie à cause de l'impact environnemental avéré des traitement à la créosote et aux CCA.

L'impact réel des produits de traitement plus récents (sans arsenic et sans chrome) dans les bois traités en fin de vie n'a jamais véritablement été évalué. Une étude est en cours pour savoir si ces bois pourraient être considérés comme "non dangereux".

Cependant, la difficulté réside dans la capacité a distinguer les différents types de traitement, car tous ceux à base de cuivre ont plus ou moins la même couleur verte.