Des matériaux dérivés du bois difficilement inflammables grâce à des enzymes de pastèque: La sciure de bois devient un matériau ignifuge
Dübendorf, 19.03.2026 — Ce qui finit aujourd’hui généralement dans le poêle pourrait demain protéger les maisons contre les incendies. Des chercheurs de l’ETH Zurich et de l’Empa ont trouvé un moyen de compresser de la sciure de bois avec un liant minéral pour obtenir un matériau robuste et difficilement inflammable – qui est même recyclable.
Chaque tronc d'arbre scié produit de la sciure. Chaque année, des millions de tonnes de sciure sont générées dans le monde, dont la plupart sont brûlées. Ce faisant, le dioxyde de carbone stocké dans le bois est rejeté dans l'atmosphère – ce qu'il vaudrait mieux éviter pour des raisons de protection du climat. Une équipe de recherche de la chaire professorale pour les matériaux à base de bois de l’ETH Zurich et de l’Empa a désormais mis au point un procédé permettant de transformer la sciure de bois en un composite écologique et recyclable. La sciure de bois peut ainsi être maintenue plus longtemps dans le cycle des matériaux. Pour ce faire, les chercheurs utilisent le minéral struvite, un phosphate d’ammonium et de magnésium cristallin et incolore.
On savait déjà que la struvite possédait des propriétés intéressantes en matière de protection contre l'incendie. Cependant, en raison de son comportement de cristallisation, il était difficile de lier ce minéral aux particules de sciure de bois. Les chercheurs utilisent désormais une enzyme qu'ils extraient des pépins de pastèque pour contrôler la cristallisation de la struvite en suspension aqueuse avec de la sciure de bois. Il en résulte de gros cristaux qui comblent les vides entre les particules de sciure et les lient solidement entre elles. Le matériau, pressé pendant deux jours, est ensuite démoulé et séché à température ambiante.
Des éléments en bois qui se protègent eux-mêmes
« Le matériau est plus résistant à la compression que le bois d’épicéa d’origine perpendiculairement au sens des fibres », explique Ronny Kürsteiner, qui a développé ce procédé dans le cadre de sa thèse de doctorat sous la direction d’Ingo Bungert, professeur spécialisé dans les matériaux à base de bois. En raison de ses propriétés mécaniques et de sa grande résistance au feu, il convient particulièrement à l’aménagement intérieur. En effet, la struvite est non seulement incombustible, mais elle contribue aussi activement à augmenter la résistance au feu. Sous l’effet de la chaleur, le minéral se décompose, libérant de la vapeur d’eau et de l’ammoniac. Ce processus absorbe la chaleur de l’environnement et produit ainsi un effet rafraîchissant. De plus, les gaz ininflammables libérés refoulent l’air, privant ainsi le feu de l’oxygène nécessaire à sa propagation, ce qui accélère la carbonisation du matériau.
L'équipe a collaboré avec des chercheurs de l'École polytechnique de Turin, qui ont testé le matériau dans un « calorimètre conique ». Il s'agit d'une méthode d'essai standardisée qui reproduit le comportement sous l'effet d'un rayonnement thermique externe. Alors que le bois d'épicéa non traité s'enflamme déjà après environ 15 secondes, il faut plus de trois fois plus de temps au composite de sciure de bois et de struvite. Une fois enflammé, une couche protectrice composée de matière inorganique et de carbone se forme rapidement, empêchant le feu de se propager davantage. « Les panneaux de sciure de bois et de struvite se protègent donc pour ainsi dire d’eux-mêmes », explique Ronny Kürsteiner.
Les premières estimations auraient montré que le matériau pourrait atteindre la même classe de résistance au feu que les panneaux de particules liés au ciment classiques. Cela doit toutefois encore être confirmé par des essais de résistance au feu à plus grande échelle. Ces panneaux de particules sont aujourd’hui largement utilisés dans l’aménagement intérieur pour des applications ignifuges. Ils contiennent entre 60 et 70 % de ciment en poids, sont donc lourds et présentent un mauvais bilan climatique en raison de la forte consommation d’énergie liée à la fabrication du ciment. Les panneaux de sciure de bois à base de struvite, en revanche, ne contiennent que 40 % de liant et sont donc nettement plus légers.
Processus de recyclage simple
Ce nouveau composite présente un autre avantage décisif par rapport aux autres matériaux de construction composites : les panneaux de particules liés au ciment finissent généralement dans une décharge pour déchets dangereux après une démolition. Les panneaux de sciure de bois à base de struvite, en revanche, peuvent être décomposés en leurs composants individuels. Pour ce faire, le matériau est broyé mécaniquement dans un broyeur et chauffé à un peu plus de 100 °C, ce qui libère l'ammoniac et permet de tamiser la sciure de bois. Ensuite, la matière première minérale de la struvite, appelée newberyite, est à nouveau précipitée sous forme solide.
La newberyite peut ensuite être à nouveau transformée en composites avec de la sciure de bois. Ce nouveau matériau pourrait ainsi apporter un jour une contribution importante à l'économie circulaire. Il peut également être utilisé comme engrais naturel. Cela présente un intérêt pour l'agriculture, car il libère lentement et de manière contrôlée le phosphore lié dont les plantes ont besoin pour leur croissance.
Dans une prochaine étape, les chercheurs souhaitent optimiser et industrialiser le processus de production. Selon Ronny Kürsteiner, l’adoption de ce matériau dans le secteur de la construction dépendra avant tout du coût du liant. Comparé aux liants polymères ou au ciment, la struvite est relativement chère. Cela pourrait toutefois changer grâce à la mise en place d’un nouveau cycle : la struvite s’accumule en effet en grandes quantités dans les stations d’épuration, où elle obstrue les canalisations d’eaux usées. « Nous pourrions utiliser ces dépôts comme matière première pour notre matériau de construction », explique Ronny Kürsteiner.
Informations
Prof. Dr. Ingo Burgert
Cellulose & Wood Materials
Tél. +41 58 765 44 34
ingo.burgert@empa.ch