Une colle biosourcée pour remplacer le méthanal nocif dans la construction en bois

Des chercheurs de l’université d’Aalto ont mis au point une colle biosourcée qui peut remplacer celles contenant du méthanal (ou formaldéhyde) dans la construction en bois. La principale matière première de cette nouvelle colle constitue la lignine, un composant structurel du bois et un sous-produit de l’industrie de la pâte à papier qui est généralement brûlé après le traitement du bois. En tant qu’alternative au formaldéhyde, la lignine offre un moyen plus sain et plus respectueux du carbone d’utiliser le bois dans la construction.

Cette recherche a été publiée en août 2022 dans la revue Green Chemistry.

L’empreinte carbone de la construction en bois est nettement inférieure à celle de la construction en béton, et la construction en bois est souvent considérée comme étant également meilleure pour la santé des occupants humains. Cependant, les panneaux de bois utilisent toujours des colles fabriquées à partir de matières premières fossiles. Elles contiennent du formaldéhyde, qui peut être nocif pour la santé, notamment pour les personnes travaillant dans le processus de fabrication des adhésifs. Les personnes vivant dans les bâtiments ou les visitant peuvent également être exposées au formaldéhyde toxique des panneaux en bois.

La lignine, quant à elle, provient du bois lui-même. Elle lie la cellulose et l’hémicellulose entre elles et donne au bois sa structure solide et résistante. La lignine représente environ un quart du poids du bois et est produite en très grandes quantités dans l’industrie de la pâte à papier et des bioprocédés. Seuls deux à cinq pour cent de la lignine produite sont utilisés, le reste étant brûlé dans les usines pour produire de l’énergie.

Auparavant, des prétraitements longs et à forte intensité chimique étaient nécessaires pour utiliser la lignine dans des adhésifs sans formaldéhyde. L’adhésif mis au point par les chercheurs de l’université d’Aalto peut utiliser de la lignine kraft purifiée et la réaction chimique pour fabriquer l’adhésif ne prend que quelques minutes au lieu de 10 heures. Aucun chauffage supplémentaire de la matière première n’est nécessaire, ce qui réduit la consommation d’énergie. Les seuls sous-produits du processus sont le sel et l’hydroxyde de sodium, ou soude.

Monika Österberg, professeur à l’école d’ingénierie chimique de l’université d’Aalto, souligne qu’il s’agit d’une évolution importante tant pour l’environnement que pour l’industrie. « L’utilisation de la lignine comme matériau peut réduire les émissions de dioxyde de carbone et augmenter la valeur de transformation des forêts. C’est pourquoi la recherche sur la lignine est une priorité importante pour nous à l’université d’Aalto« .

Le chercheur doctoral Alexander Henn explique que les panneaux de bois collés tels que le contreplaqué et les panneaux de particules sont de plus en plus utilisés pour les murs, les plafonds et les sols. Il est donc important de surmonter les inconvénients des colles pour panneaux à base de bois et de transformer cette nouvelle innovation en un produit commercial. Cela permettrait de passer à une construction plus axée sur le bois, car une colle solide et résistante à la chaleur, fabriquée à partir de matériaux naturels, rend la construction véritablement écologique et sûre.

Cette innovation constitue une avancée majeure pour les industries de la sylviculture et de la colle, car la teneur en lignine des adhésifs précédents était relativement faible (environ 20 à 50 %), alors que la nouvelle innovation de l’université d’Aalto a une teneur en lignine de plus de 90 %. La colle est solide et non toxique, et protège les surfaces du feu, si bien qu’elle peut même être utilisée comme retardateur de flamme.

Selon les chercheurs, la lignine peut également être utilisée comme matière première pour des applications telles que les revêtements et les composites.

Les travaux de recherche se poursuivront en laboratoire, et diverses possibilités de commercialisation seront probablement explorées en collaboration avec LignoSphere Oy, une spin-off de l’université d’Aalto.