Finitions extérieures : panorama de dix années de recherches à FCBA

Finitions extérieures :
panorama de dix années de recherches à FCBA
Le traitement de surface et la finition extérieure des ouvrages en
bois constituent une thématique importante pour notre filière. En
partenariat avec d’autres organismes de recherche et des
industriels, ce sujet a fait l’objet à FCBA, depuis dix ans, de
différentes études nationales ou internationales, largement
présentées dans des congrès et publiées dans des revues
scientifiques. Cet article en reprend les principales conclusions.
Pour contacter l’auteur :
Laurence Podgorski
[email protected]
FCBA Pôle Ameublement
Allée de Boutaut
33000 Bordeaux
Tél. : 05 56 43 63 66
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Les recherches menées par FCBA dans le domaine des finitions extérieures
pour les ouvrages du bâtiment s’articulent autour de différents thèmes :
–
Fiabiliser les méthodes d’essai existantes et en développer de nouvelles
–
Intégrer l’influence du support sur les performances des finitions
–
Favoriser l’accrochage des produits
–
Développer de nouveaux revêtements
–
Faciliter la rénovation et limiter l’entretien
Fiabiliser les méthodes d’essai et en développer de nouvelles
Connaître les performances d’une finition sur le bois nécessite de disposer
de méthodes d’essai fiables. Dans ce contexte et en lien avec les travaux
normatifs du CEN/TC 139/WG2 (Finitions extérieures pour bois), FCBA s’est
investi dans différents programmes de recherche, afin de développer de
nouvelles méthodes d’essai ou d’améliorer les méthodes existantes.
Ainsi, l’étude européenne ARWOOD a permis de mettre au point un cycle de
vieillissement artificiel adapté au bois nu et au bois fini. Le cycle qui a été
retenu parmi les 7 testés comprend une première étape de condensation,
suivie d’un sous-cycle d’UV puis de pulvérisation. Il est répété sur 12
semaines (soit 2000 heures de test) et constitue une épreuve de
vieillissement sévère comparativement à l’essai français mené sur la roue
de vieillissement. En octobre 2006, cette méthode a fait l’objet de la
parution de la norme NF EN 927-6 « Produits de peinture et systèmes de
peinture pour bois en extérieur – Partie 6 : Vieillissement artificiel des
revêtements pour bois par exposition à des lampes UV fluorescentes et à de
l’eau ». La méthode est maintenant largement utilisée en Europe par les
laboratoires et les industriels. Elle permet de comparer les résultats d’une
équipe à l’autre, ce qui était impossible auparavant, compte tenu de la
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diversité des cycles de vieillissement utilisés à travers l’Europe. Elle facilite
ainsi les échanges entre équipes et les développements.
En parallèle à l’essai de vieillissement artificiel, le test de vieillissement
naturel selon la norme NF EN 927-3 a fait l’objet d’un essai circulaire sur la
période 2004-2006. Associant cinq partenaires européens dont FCBA, il a
permis une inter-comparaison des résultats de vieillissement naturel sur
plusieurs sites d’exposition en Europe. L’étude a montré que la méthode
d’essai pouvait être améliorée par une sélection plus rigoureuse de
l’échantillonnage de bois. Ainsi, l’orientation des cernes par rapport à la
surface d’essai a fait l’objet d’une modification qui a été intégrée à la norme
lors de sa révision en 2006.
En 2005, FCBA a participé à un autre essai circulaire européen avec 17
autres partenaires (industriels, organismes de recherche) dont l’objectif
était de définir la répétabilité et la reproductibilité de la norme NF EN 927-5
« Détermination de la perméabilité à l’eau liquide ». L’étude a mis en
évidence une grande dispersion des résultats d’une équipe à l’autre,
imputable à l’utilisation de produits de scellement des éprouvettes
différents. L’utilisation d’un produit de scellement ayant une perméabilité
inférieure à 30g/m² a de ce fait été rendue obligatoire pour fiabiliser les
résultats. La norme a été modifiée en conséquence lors de sa révision en
2006.
Intégrer l’influence du support sur les performances des finitions
Lorsque les CCA (produits de préservation à base de cuivre, de chrome et
d’arsenic) ont été interdits, FCBA s’est penché sur les nouveaux produits de
traitement du bois sans chrome ni arsenic qui apparaissaient sur le marché
européen. Leur interaction avec la finition a fait l’objet d’une étude
regroupant neuf partenaires industriels. L’absence de chrome dans les
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nouvelles formulations rend les bois moins stables et plus sujets à des
variations dimensionnelles que les bois traités CCA. Sélectionner des
finitions particulièrement souples pour ces supports est donc recommandé.
Les bois bleuis par altération fongique posent-ils des soucis de finition ?
Telle était la question posée lors de l’étude sur l’aptitude à la finition du pin
bleui. Les travaux montrent que ce support ne pose pas de problèmes
particuliers, si ce n’est la modification de l’aspect due au champignon de
bleuissement. Cette altération de la surface peut être facilement masquée
par un revêtement opaque.
Par sa constitution anatomique et chimique particulière, le chêne est une
essence qui demande une attention particulière lors de sa finition. C’est ce
qu’a confirmé une étude menée en partenariat avec sept fabricants de
finition sur la période 2003-2006. Des systèmes performants ont pu être
sélectionnés, en prenant comme critère de sélection la souplesse du
produit, particulièrement importante pour une essence telle que le chêne.
Les résultats montrent qu’il n’y a pas de différence de performances entre le
chêne sessile et le chêne pédonculé, plus riche en extractibles. Le
traitement par bi-oléothermie appliqué au chêne constitue une finition de
faible durabilité. L’application d’une finition en phase solvant ou aqueuse est
cependant possible sur le chêne ainsi traité. Un traitement thermique
appliqué au chêne ne permet pas d’améliorer les performances de la
finition.
Les bois modifiés tels que les bois acétylés, furfurylés ou traités
thermiquement sont de plus en plus présents sur le marché européen.
L’étude européenne Woodexter (2007-2011), orientée sur la durée de
service de platelages et de bardages, a montré que les performances des
finitions n’étaient pas les mêmes sur ces bois modifiés que sur des bois
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naturels. Aucun de ces traitements ne permet d’améliorer l’adhérence de la
finition, certains pouvant même la diminuer.
Favoriser l’accroche des produits
Modifier la surface du bois pour la rendre plus réceptive aux produits de
finition est possible. Des techniques d’activation de surface utilisées dans
d’autres industries (plastique, textile, etc.) ont été étudiées quant à leur
intérêt éventuel sur le bois. Ainsi le flammage a fait l’objet d’un programme
européen auquel FCBA a participé. Le principe consiste à passer le bois sous
une flamme dont on contrôle les paramètres, afin de modifier les propriétés
de la surface à traiter. Les essais ont montré qu’effectivement, selon les
paramètres choisis, la surface du bois pouvait être rendue plus mouillable,
mais cela n’est pas suffisant pour améliorer les performances globales du
couple bois-finition. C’est aussi la conclusion d’une autre étude FCBA sur le
plasma (sous vide). Cependant ces techniques d’activation – qui ont
l’avantage d’opérer en voie sèche – peuvent trouver un intérêt sur des bois
dont la mouillabilité est réduite, tels les bois traités thermiquement.
Développer de nouveaux revêtements
La technologie plasma permet la réalisation de dépôts en surface du
matériau traité. L’étude, réalisée en partenariat avec l’Institut français du
textile et de l’habillement, a conduit au développement de revêtements
invisibles à l’œil conservant ainsi l’aspect naturel du bois. Appliqué sur bois
nu, ces dépôts très hydrophobes retardent le grisaillement mais ne
l’empêchent pas totalement. Des améliorations sont encore nécessaires. En
créant une forte déperlance à l’eau, le traitement ne permet cependant pas
de faire office de préservation. Appliqués sur du bois déjà lasuré, les dépôts
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invisibles prolongent la durée de vie de la finition en ralentissant l’apparition
de craquelage.
Opérant jusqu’alors uniquement sous vide, des appareillages travaillant à
pression atmosphérique se développent et permettent d’entrevoir de futures
applications en ligne.
Même sur le bois de bout (ici western red cedar),
le plasma permet de créer une forte déperlance à l’eau.
L’emploi de revêtements photopolymérisables limite les émissions de COV
et agit pour la protection de l’environnement. Cependant, l’utilisation de
lampes, et donc d’énergie, est une contrainte, notamment pour des
applications sur chantiers. Un programme de recherche (2002-2005) en
partenariat avec le LERMAB et l’Université de Haute Alsace s’est intéressé à
au développement de revêtements photopolymérisables par le rayonnement
solaire. Réalisable sur le principe, les revêtements obtenus présentent des
températures de transition vitreuse très élevées. Ils ne sont donc pas
suffisamment souples pour être compatibles avec une utilisation extérieure.
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Des progrès doivent être effectués en termes de formulation, notamment
par les fabricants de matières premières.
Faciliter la rénovation et limiter l’entretien
Peu d’études ont été consacrées à la rénovation des bois revêtus d’une
finition. C’est pourtant une opération qui permet de prolonger la durée de
service d’un ouvrage. FCBA, en association avec la société Zolpan, s’est
intéressé à la rénovation de bois finis par le microsablage et
l’hydrogommage. Ces deux techniques, habituellement utilisées pour la
rénovation de matériaux fragiles (statues, monuments historiques),
permettent un décapage très rapide des bois revêtus. L’étude a montré que
la nature du granulat projeté (plastique, végétal, verre) a une influence
majeure sur l’efficacité. L’hydrogommage se montre plus doux que le
microsablage. Toutefois les deux techniques génèrent une certaine rugosité
de surface qu’il faut recouvrir d’une finition de rénovation suffisamment
filmogène pour enrober les aspérités et ainsi assurer une nouvelle vie au
composant rénové.
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Avant Rénovation
(de gauche à droite : un échantillon de
chêne revêtu avant vieillissement, trois
échantillons de chêne revêtu dégradé par
les intempéries)
Après hydrogommage des
échantillons vieillis
L’hydrogommage se prête particulièrement à la rénovation d’éléments
profilés ou ajourés.
Limiter l’entretien d’un bardage tout en conservant son esthétique répond à
une forte demande des utilisateurs. La solution la plus économique consiste
à ne pas revêtir le bardage et à le laisser brut, à condition d’accepter que le
bois, petit à petit, devienne gris. L’inconvénient est que le grisaillement du
bois n’est pas uniforme d’une façade à l’autre. Aujourd’hui, cette teinte est
cependant très recherchée par les architectes qui souhaitent disposer de
bois gris dès la pose.
Face à cette demande et a ces constats, FCBA a eu l’idée de développer un
produit de finition, non filmogène, dont la teinte reproduirait le gris produit
par le vieillissement naturel. En association avec Cidemco en Espagne
(devenu Tecnalia), un travail de formulation a été réalisé, suivi d’une
validation du concept par des essais de vieillissement artificiel, ainsi que par
des essais de vieillissement naturel aux quatre points cardinaux. L’étude
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montre que le produit assure les fonctions qui lui étaient demandées : il
confère au bois une teinte grise tout en conservant un aspect et un toucher
bois. Non filmogène, il se dégrade lentement, permettant au vieillissement
naturel de prendre le relais dans le maintien de la teinte grise. La transition
entre le gris apporté par le produit et le gris généré par le vieillissement est
ainsi imperceptible.
Des financements divers
Ces études ont été possibles grâce aux financements de l’Union
européenne, de l’Ademe, du Ministère en charge de l’Agriculture, de celui en
charge de l’Industrie, de la Région Aquitaine, sans oublier le soutien des
industriels. Nous les remercions une nouvelle fois pour leur appui.
Laurence Podgorski
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