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Innovation : du bois complètement transparent, qui pourrait remplacer les vitres conventionnelles

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| Pixabay

Le sujet de cet article pourrait paraître quelque peu en avance sur son temps : des fenêtres en bois transparent pourraient bientôt remplacer les fenêtres en verre conventionnel. Cependant, il s’agit bel et bien d’une technologie sur laquelle travaillent des chercheurs depuis maintenant plusieurs années et récemment, ils ont fait une avancée remarquable qui place ce produit futuriste dans un avenir proche. Les avantages d’un tel matériau sont nombreux, dont une meilleure isolation thermique, une meilleure résistance à l’impact et bien entendu, une durabilité accrue.

Junyong Zhu, chercheur du Forest Products Laboratory (FPL), en collaboration avec des collègues de l’Université du Maryland et de l’Université du Colorado, a mis au point un matériau en bois transparent qui pourrait devenir la fenêtre de demain. Les chercheurs ont découvert que le bois transparent a le potentiel de surpasser le verre actuellement utilisé dans la construction dans presque tous les domaines. Les résultats de l’étude ont été publiés dans le Journal of Advanced Functional Materials.

Si le verre est le matériau le plus couramment utilisé dans la construction des fenêtres, il a un prix économique et écologique élevé. La chaleur se transfère facilement à travers le verre, en particulier les vitres simples, et entraîne une augmentation de la consommation énergétique lorsqu’elle s’échappe par temps froid et se répand lorsqu’il fait chaud. La production de verre dans le secteur de la construction a également une forte empreinte carbone. Pour donner un chiffre : les émissions mondiales de dioxyde de carbone dues à la fabrication du verre sont d’environ 25’000 tonnes par an.

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Un morceau de bois transparent fabriqué par le Forest Products Laboratory (FPL). Les travaux de recherche du FPL sur l’utilisation du bois pour la fabrication de fenêtres progressent à grands pas. Crédits : USDA Forest Service

Une promesse pour l’avenir

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Aujourd’hui, le bois transparent apparaît comme l’un des matériaux les plus prometteurs des prochaines décennies. Le bois transparent est, pour le moment, créé à partir du bois de balsa, un arbre à croissance rapide et à faible densité. La matière première est traitée à température ambiante dans un bain oxydant, qui la blanchit de presque toute matière opaque. Le bois est ensuite pénétré avec un polymère synthétique appelé alcool polyvinylique (PVA), aboutissant à un matériau pratiquement transparent.

La cellulose naturelle de la structure du bois et la charge polymère absorbant l’énergie du bois transparent le rendent beaucoup plus durable et plus léger que le verre. Il peut résister à des impacts beaucoup plus importants que le verre conventionnel et, contrairement à ce dernier, il se plie ou se fend au lieu de se briser.

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schema fabrication bois transparent 2020
Schéma résumant le processus de fabrication du bois transparent, qui présente diverses caractéristiques exceptionnelles par rapport aux fenêtres en verre. a) Les grandes pièces initiales de bois naturellement aligné sont obtenues par une méthode de coupe rotative à échelle variable, adoptée par l’industrie. Le bois transparent présente des propriétés optiques optimisées après délignification et infiltration PVA. b) Une carte radar compare les différentes propriétés du bois transparent, du bois naturel et du verre, lorsqu’ils sont utilisés comme matériaux de construction. c) Schéma du principe d’économie d’énergie en utilisant le bois transparent dans les fenêtres extérieures d’un bâtiment, par temps froid. Crédits : Université du Maryland/ Université du Colorado/ Forest Products Lab

Le passage au bois transparent pourrait également s’avérer rentable. En effet, il est environ cinq fois plus efficace thermiquement que le verre, ce qui réduit les coûts énergétiques. Il est fabriqué à partir d’une ressource durable et renouvelable, avec de faibles émissions de carbone. Il est également compatible avec les équipements de traitement industriel existants, ce qui rend facile la transition vers la fabrication de ce nouveau verre. Avec tous ces avantages potentiels pour les consommateurs, la fabrication et l’environnement, les arguments en faveur du bois transparent ne pourraient pas être plus clairs, et son avenir dans nos futures habitations est à prévoir.

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Source : Journal of Advanced Functional Materials

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