Des fenêtres aux appareils portables : l'innovation dans les produits du bois

Si les produits du bois sont utilisés par l'humanité depuis des millénaires, les chercheurs découvrent depuis peu de nouvelles façons passionnantes d'exploiter ce matériau pour favoriser le développement durable. Le secteur des produits forestiers se réjouit de ces nouvelles perspectives prometteuses pour les produits du bois, en particulier pour les résidus ligneux tels que la sciure, l'écorce et les copeaux. Les résidus ligneux proviennent des cimes et des branches des arbres abattus, des éclaircies de peuplements, des grumes de qualité inférieure, des activités des scieries et du broyage du bois recyclé, y compris les palettes en fin de vie.

Les résidus de bois sont utilisés à diverses fins, notamment comme paillis, amendements de sol, revêtement de terrains de jeux, combustible pour chaudières, granulés, ainsi que comme fibre pour la pâte à papier et les panneaux de construction tels que les panneaux OSB. La demande est soutenue dans de nombreux segments de marché. Dans certains cas, elle est même en plein essor ! La COVID-19 a contribué à donner un« coup de fouet »aux produits dérivés du bois destinés aux consommateurs, tels quele paillis d'aménagement paysager et les granulés de chauffage domestique, les gens passant plus de temps chez eux et investissant dans des projets de rénovation.

D'autres segments de marché peuvent se révéler plus instables. L'un des principaux défis auxquels sont confrontés les fabricants de produits dérivés du bois est qu'il n'est pas rentable d'expédier la fibre de bois sur de longues distances en raison de sa faible valeur. En règle générale, on considère qu'il n'est pas rentable d'expédier des copeaux de bois et de la sciure sur plus de 160 km.

C'est pourquoi les marchés de la fibre de bois ont tendance à être très localisés, en fonction de la demande locale en produits à base de fibre. Si les producteurs de bois d'une région dépendent d'un gros consommateur local de résidus, comme une usine de pâte à papier, et que cette source locale vient à manquer, les entreprises peuvent se retrouver dans l'urgence de trouver un débouché.

La fermeture d'usines de pâte à papier etde papier a constitué un défi particulier. En ce qui concerne le marché du papier journal, nous assistons à une baisse de la demande, les consommateurs se tournant de plus en plus vers les médias numériques. En 2019, la demande mondialede papier journal a chuté de 13 % par rapport à l'année précédente. En 2020,la demande de papier journal en Europe a connu une chute spectaculaire de 20,5 %.

Compte tenu de l'ampleur de ce recul, il sera essentiel pour le secteur forestier de trouver de nouveaux débouchés pour ses résidus ligneux. Les bioproduits constituent un domaine où la recherche et les investissements sont en plein essor ; il s'agit d'une catégorie de produits en forte croissance qui englobe les produits biochimiques, les biomatériaux et la bioénergie.

Isolation en bois pour les bâtiments

Le marché européen de l'isolation domestique à base de fibres de bois représente 700 millions de dollars ; il s'appuie sur 15 usines de production et propose des produits isolants dont l'empreinte carbone est nettement inférieure à celle des solutions alternatives. Bien que cette gamme de produits ait fait ses preuves en Europe depuis plus de 15 ans, elle n'a jamais été fabriquée aux États-Unis. Cette situation est sur le point de changer, puisqu'une nouvelle usine d'isolation à base de fibres de bois devrait entrer en production en 2022.

Le matériel destiné à la nouvelle usine de production du Maine est arrivé d'Allemagne. Cette usine, qui emploiera jusqu'à 130 personnes à plein régime, est installée dans une ancienne usine de pâte à papier et de papier désaffectée. Elle utilisera des résidus ligneux comme matière première, offrant ainsi un débouché intéressant pour ces matériaux.

L'usine fabriquera trois produits : des panneaux isolants, des panneaux en rouleaux et de la fibre de bois en vrac. Selon le fabricant, l'empreinte carbone des panneaux isolants en bois est quatre fois inférieure à celle des panneaux en mousse plastique et sept fois inférieure à celle des panneaux en laine minérale, leurs principaux concurrents. Pour les panneaux isolants, l'empreinte carbone est cinq fois inférieure à celle de la fibre de verre et sept fois inférieure à celle de la laine minérale. Parmi les autres avantages notables, ces produits ne retiennent pas l'humidité et peuvent être recyclés sans équipement spécialisé. Ils sont également non toxiques et biodégradables.

Vêtements en fibre de bois

Une entreprise basée en Finlande développe des alternatives plus durables aux fibres telles que le coton et la rayonne, dont la transformation nécessite l'utilisation de produits chimiques, ce qui peut entraîner une pollution de l'eau et poser des problèmes de santé pour les employés.

Le processus de production de l'entreprise transforme les matières ligneuses, y compris la biomasse, en un matériau appelé « microcellulose fibrillée », qui peut ensuite être utilisé pour fabriquer des vêtements écologiques. Le seul sous-produit de la production est de l'eau évaporée, et ce processus en consomme beaucoup moins que ce qui serait nécessaire pour la production de coton. L'entreprise a récemment conclu un accord de coentreprise à parts égales pour construire une usine de 61 millions de dollars destinée à produire des tissus pour vêtements à partir de pâte de bois, dont l'ouverture est prévue en 2022.

Bois transparent

Le verre est couramment utilisé pour les fenêtres, mais les experts soulignent qu’il entraîne un coût économique et environnemental considérable. La régulation de la température des bâtiments représente 14 % de la consommation d’énergie primaire aux États-Unis, et un quart de cette énergie est perdue par des fenêtres en verre peu performantes par temps froid.

Les fenêtres en bois transparent, quant à elles, présentent une conductivité thermique plus de cinq fois inférieure à celle du verre et une résistance trois fois supérieure à celle-ci. Les premières tentatives de fabrication de bois transparent consistaient à éliminer la lignine à l'aide de produits chimiques toxiques et à haute température, mais le procédé était coûteux et le produit obtenu était fragile.

Des chercheurs ont toutefois mis au point une nouvelle méthode peu coûteuse et efficace pour produire du bois transparent. Une fine feuille de bois scié à la toupie peut être traitée avec une solution de peroxyde d'hydrogène ; après une heure d'exposition au soleil ou sous une lampe UV, le peroxyde décolore le bois tout en laissant la lignine intacte, ce qui rend le bois transparent. Bien que cette technologie ne soit pas encore commercialisée, les chercheurs estiment qu'elle recèle un grand potentiel en tant que nouveau matériau de construction.

Les recherches se poursuivent pour mettre au point des innovations à base de cellulose qui présentent une empreinte carbone inférieure à celle des produits existants, sans pour autant compromettre leurs performances. Certains de ces produits offrent la possibilité de mieux valoriser les résidus de bois tout en soulignant l'importance de nos ressources forestières.