Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Les humains tentent depuis toujours de prolonger la durée de vie utile des constructions faites de bois en imprégnant celles-ci de différents produits chimiques (arséniate de cuivre et de chrome (ACC), créosote...). Avec les pressions de plus en plus fortes des environnementalistes, les industries cherchent de nouveaux modes de préservation du bois qui seraient plus écologiques. L'une de ces avenues pourrait bien être le traitement thermique du bois à haute température. Les conséquences exactes que pourraient avoir ce procédé sur les essences de bois québécoises ne sont pas très bien connues. Des changements sur les paramètres mécaniques du bois traité thermiquement sont souvent observés. Il faut donc optimiser le procédé aux essences locales afin de connaître l'impact des températures finales de fournées (120°, 160°, 190° et 220°C) sur les polymères, les extractibles contenus dans les parois cellulaires, l'état cellulaire et quelques propriétés mécaniques du pin gris (Pinus banksiana Lamb).

La matrice polymérique du pin gris est affectée pour chacune des températures de traitement. La chromatographie gazeuse en phase inverse indique une perte possible de groupements polaires à l'un ou l'autre des constituants majeurs des parois cellulaires. La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourrier (FTIR) en phase solide, montre que la cellulose amorphe est moins stable thermiquement que le cellulose I cristalline. Aussi, il y a changement de la conformation de liens glycosidiques de l'holocellulose. Quant à la lignine, ce polymère est le plus stable thermiquement. L'analyse gravimétrique des extractibles révèle une augmentation d'extractibles à mesure que la température de traitement augmente. Cette augmentation serait le résultat de la dépolymérisation s'opérant dans l'holocellulose, en particulier la cellulose amorphe.

L'analyse anatomique des échantillons de pin gris informe que la qualité cellulaire globale se dégrade quand la température de traitement augmente, alors que le pourcentage de cellules affectées par le décollement est le seul, parmi les trois critères (décollement, éclatement et fente), qui n'évolue pas en croissance quand la température du traitement augmente.

Les tests mécaniques permettant de déterminer le module d'élasticité (MOE) et le module de rupture (MOR) démontrent que le MOE n'est pas affecté par l'augmentation de la température de traitement, alors que le MOR diminue à mesure que la température augmente. Quant à la dureté Hm, elle ne varie pas en fonction de l'augmentation de la température de traitement.

La température a un effet négatif direct sur le pourcentage de cellules détériorées globalement. Cette détérioration cellulaire est majoritairement causée par la dépolymérisation de l'holocellulose, suspectable par l'augmentation de la quantité des extractibles du pin gris et par la FTIR. Cette dépolymérisation, provoquée par le traitement thermique et observable microscopiquement, semble avoir un effet négatif sur le MOR.