Le bois transparent remplacera-t-il le verre ?

Le bois naturel est une ressource essentielle pour la construction et la fabrication de meubles. Il est également très apprécié pour sa polyvalence, sa recyclabilité et son attrait esthétique.

Cependant, de nombreuses nouvelles possibilités offertes par le bois commencent à émerger à mesure que les scientifiques mettent au point des méthodes permettant d'ajuster avec précision les propriétés optiques, thermiques, mécaniques et de transport ionique des matériaux en bois grâce à des modifications chimiques et physiques de la structure poreuse inhérente et de la composition chimique du bois.

Pour atteindre cet objectif, les chercheurs ont mis au point ces dernières années des stratégies novatrices pour transformer le bois en fonction de son potentiel pour de nouvelles applications.

Des scientifiques mettent au point un bois transparent pour les écrans de smartphones et les fenêtres transformables. (Image d'illustration : Shutterstock)

Auparavant, Siegfried Fink avait créé du bois transparent en éliminant les pigments des cellules végétales présentes dans le bois. Il a décrit ce procédé technologique en détail dans une revue spécialisée consacrée à la technologie du bois en 1992.

Pendant plus de dix ans, la publication de Siegfried Fink en 1992 a fait office de principale source d'informations fiables sur la technologie du bois transparent. Un autre chercheur de l'Institut royal de technologie KTH en Suède, Lars Berglund, a découvert cette publication par hasard et l'a utilisée pour ses recherches.

Aujourd'hui, un autre groupe de chercheurs, dirigé par le spécialiste des matériaux Liangbing Hu de l'Université du Maryland à College Park, s'est activement impliqué dans le développement de bois transparent grâce à des techniques de traitement direct du bois naturel.

Selon l'équipe de recherche, le bois est constitué de nombreuses petites cellules tubulaires verticales, semblables à un faisceau de pailles liées par de la colle. Ces cellules tubulaires assurent le transport de l'eau et des nutriments à l'intérieur de l'arbre.

Pour produire du bois transparent, les scientifiques doivent modifier ou éliminer une substance appelée lignine. En effet, cette substance lie les faisceaux de cellules entre eux et donne au tronc et aux branches leur couleur brun terreux.

Après blanchiment ou décoloration du bois (élimination de la lignine), les parois cellulaires restent d'un blanc opaque. Cela s'explique par le fait que ces parois réfractent la lumière différemment de l'air contenu dans les sacs cellulaires dépourvus de lignine, ce qui confère au bois sa couleur.

Pour obtenir de la transparence, les alvéoles du bois sont remplies d'un matériau comme la résine époxy, qui réfracte la lumière et permet de voir à travers. Le produit fini, ce bois transparent, laisse passer plus de 85 % de la lumière. Il capte la lumière du soleil sans éblouissement, ce qui permet de réaliser des économies d'énergie et d'offrir un éclairage intérieur plus agréable.

Le bois transparent possède également une grande intégrité mécanique, répondant ainsi aux préoccupations de sécurité souvent associées aux matériaux en verre. De plus, le bois transparent est plus performant que le verre en matière d'isolation thermique, contribuant potentiellement à évacuer la chaleur des bâtiments.

Dans leurs travaux, l'équipe de recherche de Liangbing Hu a utilisé de l'alcool polyvinylique (PVA), un polymère couramment employé dans les adhésifs et les emballages alimentaires, pour imprégner des cellules de bois traité. Il en résulte un bois transparent dont la conductivité thermique est cinq fois inférieure à celle du verre.

Lars Berglund et son équipe de recherche de l'Institut royal de technologie KTH en Suède ont également découvert un moyen de reproduire le fonctionnement des fenêtres intelligentes en bois transparent. Cette technologie permet de basculer entre transparence et teinte pour contrôler la visibilité ou bloquer la lumière du soleil.

Leur méthode consiste à superposer un polymère électrochrome capable de changer de couleur grâce à un courant électrique, placé entre des couches de bois transparent recouvertes d'un polymère électrochrome pour assurer la conductivité.

Selon certaines estimations, à mesure que la technologie progresse, les matériaux en bois transparents deviendront plus polyvalents, plus transparents et plus durables, ce qui pourrait mener à des applications dans tous les domaines, des écrans de smartphones ultra-résistants aux dispositifs d'éclairage.

HUYNH DUNG (Source : Interestingengineering)

Source