Des scientifiques inventent un revêtement pour « ignifuger » le bois

Des scientifiques de l’université technologique de Nanyang, à Singapour (NTU Singapore), ont inventé un revêtement invisible qui peut « ignifuger » le bois. Avec la popularité croissante du bois d’ingénierie de masse dans l’industrie de la construction, l’un des plus grands défis du bois est son inflammabilité. Lorsqu’il n’est pas traité, le bois ou le bois d’œuvre peut rapidement brûler ou se consumer.

Aujourd’hui, la plupart des bâtiments sont construits avec une combinaison d’acier, de béton et de verre, qui sont tous relativement moins sensibles au feu. Au cours de la dernière décennie, le bois d’ingénierie de masse a gagné en popularité en raison de la baisse des coûts et de la rapidité de la construction, qui permet des gains de productivité pouvant atteindre 35 %. Si le bois est récolté dans des forêts gérées durablement, son empreinte carbone est également plus faible que celle des bâtiments en acier ou en béton.

Les pratiques actuelles pour protéger l’intérieur des bâtiments en bois contre les incendies nécessitent l’utilisation de panneaux ignifuges (généralement des plaques de gypse et de magnésie) ou l’application d’un revêtement ignifuge semblable à une peinture sur le bois, ce qui masque le grain naturel du bois.

En revanche, le nouveau revêtement invisible mis au point par la NTU permet de faire ressortir la beauté naturelle du bois et peut toujours constituer une barrière contre les flammes lorsqu’il est « activé » par le feu. Inventé par une équipe dirigée par le professeur associé Aravind Dasari de la NTU School of Materials Science and Engineering, ce revêtement ignifuge ne fait que 0,075 millimètre d’épaisseur. Il est très transparent, ce qui le rend invisible à l’œil nu.

Une série de réactions chimiques complexes se produisent lorsqu’il est chauffé par une flamme chaude. Le revêtement se transforme alors en un charbon qui s’étend jusqu’à plus de 30 fois son épaisseur initiale. Ce charbon empêche le feu de brûler le bois situé en dessous, comme le montre un test en laboratoire accrédité.

« La plupart des bois ou des panneaux en bois n’ont qu’un revêtement transparent qui les protège de l’humidité, de la corrosion due aux intempéries, des termites ou des parasites, et ne sont pas conçus pour résister à une chaleur élevée. Ainsi, le bois peut toujours brûler très rapidement, surtout s’il n’est pas protégé », explique le professeur adjoint Dasari, expert en matériaux ignifuges. « Dans notre revêtement, nous avons utilisé la technologie pour verrouiller certains composés et interagir avec la résine. Ils participeront activement aux réactions chimiques de manière systématique lorsqu’ils seront exposés à une chaleur élevée, ce qui entraînera la formation de charbon. Ce charbon a été conçu pour être extrêmement résistant à la chaleur, isolant le bois en dessous de la chaleur élevée. »

L’innovation a fait l’objet d’une divulgation technologique par NTUitive, la société d’innovation et d’entreprise de NTU, et le projet de commercialisation a été financé à hauteur de 250 000 dollars par le NTUitive Gap Fund. Le professeur Louis Phee, vice-président de NTU (innovation et entrepreneuriat), a décrit cette innovation comme une avancée révolutionnaire pour l’industrie de la construction en bois.

« En s’appuyant sur les forces de NTU en matière de sciences des matériaux et d’ingénierie, il s’agit d’un exemple de la manière dont la recherche fondamentale peut être traduite en applications commerciales à fort impact, étant donné que le revêtement invisible améliore à la fois la sécurité et l’esthétique dans la construction en bois avec peu ou pas d’inconvénients », a déclaré le professeur Phee.

« Des innovations comme celle-ci, c’est ce que la NTU peut offrir aux acteurs de l’industrie qui sont désireuse de travailler avec nous pour obtenir des licences, commercialiser et adapter des technologies qui peuvent être utilisées pour créer des produits uniques qui assureront la compétitivité de Singapour sur le marché mondial. »

L’équipe de la NTU est actuellement en pourparlers de licence avec différentes entreprises. Venturer Timberwork étudie activement l’utilisation de ce revêtement innovant pour protéger ses éléments en bois d’ingénierie de masse dans l’un de ses projets actuels. Renforcer la résistance au feu du bois d’ingénierie est essentiel pour étendre l’utilisation de cette technologie à une plus grande partie de l’environnement bâti, déclare Kevin Hill, directeur général de Venturer.

« Chez Venturer, comme d’autres acteurs du secteur de la construction en bois massif, nous pensons que davantage de nouveaux projets envisageront d’utiliser cette nouvelle technologie de revêtement si la résistance au feu peut être améliorée. Elle a le potentiel de réduire le coût et la dépendance à d’autres solutions plus coûteuses, comme l’utilisation de bois plus épais pour augmenter les couches de carbonisation ou en encapsulant le bois avec des panneaux coupe-feu, ce qui annule la beauté de cette technologie de construction durable et productive. »

Ce nouveau revêtement devrait être très demandé par l’industrie de la construction, car les bâtiments en bois doivent répondre à des codes d’incendie spécifiques pour les bâtiments fixés par les organismes de réglementation.

Seuls quelques produits capables d’offrir à la fois la transparence et la résistance au feu sont disponibles sur le marché. Les produits qui prétendent avoir les deux propriétés ont un coût extrêmement prohibitif ou ne peuvent pas passer les normes internationales requises pour une utilisation industrielle.

Le revêtement fait à NTU a atteint la classe la plus élevée possible lors des tests standard de l’industrie, tels que les tests de brûlure unique effectués par un laboratoire d’accréditation tiers. Lorsqu’il est exposé à une flamme à haute température, le revêtement génère très peu de fumée et peut empêcher la propagation du feu.

Lorsque la braise est grattée, le bois situé en dessous est toujours intact, ce qui prouve l’efficacité du revêtement à protéger le bois.

Ce point est important car, en cas d’incendie, les matériaux de construction doivent être ignifuges et relativement peu fumigènes pour permettre l’évacuation en toute sécurité des occupants d’un bâtiment. Selon un récent rapport d’Exactitude Consultancy, l’industrie mondiale des revêtements ignifuges devrait également atteindre un marché de 1,06 milliard de dollars d’ici 2029.

À l’avenir, le professeur agrégé Aravind cherchera à travailler avec des partenaires industriels pour tester l’efficacité et la longévité du revêtement.

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