Les bois traités

Les bois traités
Dr. Marie-Christine Triboulot – Pr. Philippe Gérardin
LERMaB (Laboratoire d’Études et de Recherche sur le Matériau Bois)
Université Henri Poincaré, Nancy
[email protected]
[email protected]
Certains êtres vivants se nourrissent de bois. La conservation des propriétés du matériau pendant un
temps défini nécessite une connaissance des agents biologiques de dégradation (il s’agit surtout des
champignons et des insectes, notamment les coléoptères et les termites), de leur mode de
développement, et de la résistance naturelle des essences.
Beaucoup de bois présentent une durabilité naturelle suffisante pour de nombreuses utilisations.
Aujourd’hui, les professionnels de la construction en bois privilégient le choix d’essences
naturellement résistantes, en y associant des mesures de prévention constructive visant à limiter le
plus possible le risque d’humidification et à maintenir le bois hors des conditions physiques de
biodégradation (évacuation des eaux de pluies et de condensation, élimination des « pièges » à eau,
…).
Le traitement chimique doit être considérée comme une solution de dernier recours permettant de
conférer si nécessaire une plus grande durabilité au matériau. Il doit être choisi en fonction du risque
d’humidification, définissant les classes d’emploi, et de la durée de vie attendue du produit ou de
l’ouvrage en bois.
La définition des classes d’emploi
Un produit ou une partie d’ouvrage en bois peut être soumis au risque d’agression par un ou plusieurs
agents biologiques. Les risques sont variables en fonction du degré d’humidification possible pour le
bois. La norme EN-335 définit cinq classes d’emploi (tableau 1).
Tableau 1 : Les classes d’emploi
Classes
d’emploi
1
Humidité du Possibilité d’apparition des agents biologiques
bois
Champignons Coléoptères Termites
Térébrants
marins
Toujours
NON
OUI
OUI,
dans NON
inférieure à
les régions
20%
concernées
2
Occasionnelt OUI
supérieure à
20%
OUI
OUI,
dans NON
les régions
concernées
3
Fréquemt
supérieure à
20%
En
permanence
supérieure à
20%
OUI
OUI
OUI
(risque
important)
OUI
En
OUI
permanence (risque
supérieure à important)
20%
OUI
OUI,
dans
les régions
concernées
OUI,
dans
les régions
concernées
(risque
important)
OUI,
dans
les régions
concernées
4
5
NON
NON
Exemples
Menuiseries
intérieures et
meubles
dans
salle
de séjour
Menuiseries
intérieures et
meubles
dans
salle
de bain
Charpente
Menuiseries
extérieures
Bardage
Bois
au
contact
du
sol ou de
l’eau douce
OUI,
dans Bois
au
les
parties contact
de
immergées
l’eau de mer
La définition de la classe d’emploi, bien que pas toujours évidente, est nécessaire car d’elle dépend le
choix de l ‘essence et éventuellement celui d’un traitement chimique. En cas de doute, on partira de
l’hypothèse d’une classe d’emploi supérieure.
La durabilité naturelle des essences
A partir de ce tableau et des informations contenues dans la norme EN350-2, le Centre Technique du
Bois et l’Ameublement propose des tableaux qui permettent de savoir si les durabilités naturelles
d’une essence donnée peuvent lui permettre de résister aux risques biologiques d’une classe d’emploi
considérée, termites exclus. Le tableau 2 reprend les essences les plus courantes. Les informations
données concernent uniquement le bois parfait.
Tableau 2 : Les essences et les classes d’emploi
L’essence (bois parfait) peut-elle être utilisée sans traitement ?
Essence
Classe d’emploi
1
2
3
Résineux
OUI
OUI
OUI
Douglas
NON
NON
NON
Epicéa
OUI
OUI
OUI
Mélèze
OUI
OUI
OUI
Pin sylvestre
NON
NON
NON
Sapin
OUI
OUI
Western Red OUI
Cedar
Feuillus des zones tempérées
OUI
OUI
OUI
Châtaignier
OUI
OUI
Chêne blanc OUI
européen
OUI
NON
Chêne rouge OUI
américain
NON
NON
NON
Hêtre
NON
NON
NON
Peuplier
OUI
OUI
Robinier (faux- OUI
acacia)
Feuillus des zones tropicales
OUI
OUI
OUI
Doussié
OUI
OUI
OUI
Iroko
OUI
OUI
OUI
Sipo
OUI
OUI
OUI
Teck
4
NON
NON
NON
NON
NON
NON
OUI
OUI
NON
NON
NON
OUI
OUI
OUI
NON
OUI
Parmi les essences figurant dans le tableau 2 , seuls le Robinier, le Doussié et l’Iroko sont considérés
comme durables vis à vis des termites.
Il faut tenir compte des performances requises. Un traitement inutile ou apportant une protection
largement supérieure à celle nécessaire ne peut constituer une solution satisfaisante.
En classe d’emploi 1, on peut, par exemple, choisir de ne pas traiter un meuble d’usage courant en
Hêtre ou en Sapin, préférant changer le meuble si une attaque d’insectes survient plutôt qu’utiliser un
traitement chimique. Par contre, si le bois mis en œuvre n’est plus ni accessible, ni facilement
remplaçable, le bois doit absolument être durable naturellement ou traité, au risque de devoir réaliser
des travaux très lourds si l’attaque survient.
En classes d’emploi 1 et 2, la performance d’une essence suffisamment durable assure une durée de
service qui peut atteindre plusieurs siècles.
En classe d’emploi 3, une essence suffisamment durable aura une durée de service de plus de 25
ans.
En classe d’emploi 4, les risques sont élevés et la durée de service d’un bois même traité excède
rarement 50 ans. Si cette classe d’emploi ne peut pas être évitée par une conception réfléchie, il
convient de se poser la question de la durée de service attendue car elle motivera le choix du bois. Le
chêne par exemple peut être utilisé en classe d’emploi 4 sans traitement, sa performance sera
généralement de plus de 10 ans. Le pin sylvestre traité en autoclave avec une formulation de sels
métalliques CCA (Chrome, Cuivre, Arsenic) sous forme de bois rond supportera un contact eau-sol
pendant plus de 20 ans, la couronne d’aubier périphérique parfaitement imprégné de CCA protégeant
efficacement le duramen central, présentant une durabilité naturelle insuffisante et une imprégnabilité
faible.
Les produits d’imprégnation
Un traitement de préservation est constitué d’un produit et d’un procédé, chaque formulation étant
adaptée à certains procédés d’application et pas à d’autres. Les paramètres de traitement doivent être
adaptés en fonction de l’essence et des performances visées. Nous ne parlerons pas ici des
traitements pratiqués par les particuliers, ni des traitements curatifs, mais uniquement des traitements
préventifs réalisés industriellement. Les principes actifs largement utilisés il y a seulement dix ans ont
été abandonnés au profit de nouvelles matières actives, dont l’impact sur l’environnement est contrôlé
et l’utilisation fortement réglementée (directives européennes concernant les biocides).
Les produits de préservation des bois peuvent être classés en 3 grands groupes :
- les produits hydrosolubles
- les produits organiques utilisables dans des solvants pétroliers, ou de plus en plus sous forme de
produits hydrodispersables
- les huileux naturels
Les procédés d’imprégnation font appel à différents mécanismes physiques qui sont :
- la diffusion (trempage-diffusion)
- la dilatation par la chaleur (traitement chaud-froid)
- le vide et la pression (traitements en autoclave)
- la capillarité (trempage court, aspersion, badigeonnage)
Les différentes stations de traitement doivent être en conformité avec la Réglementation des
Installations Classées.
Les produits hydrosolubles
Les produits hydrosolubles contiennent des sels minéraux, associés quelquefois à des molécules
organiques (produits mixtes).
Les formulations les plus utilisées sont celles qui contiennent des sels de chrome, de cuivre et
d’arsenic. Grâce à une fixation chimique dans le bois, les formulations CCA sont très résistantes au
lessivage. Malgré la toxicité des matières actives, une très bonne fixation du produit dans le bois
diminue les impacts sur l’environnement des eaux de ruissellement. La fixation chimique du CCA est
accélérée par la chaleur : une période de fixation est prévue après imprégnation, éventuellement dans
une installation permettant le chauffage du bois. Parce que les CCA sont des sels fixants, la
pénétration du bois doit être rapide : les CCA sont uniquement appliqués par traitement vide-pression
en autoclave.
L’utilisation des CCA est interdite pour de nombreuses utilisations. Les problèmes reconnus
concernent le recyclage en fin de vie et l’inhalation de poussières de bois traités. Le texte fixant les
mesures réglementaires dans le cadre de l’utilisation des produits à base de CCA est paru au Journal
Officiel des communautés européennes le 6 janvier 2003. La liste des utilisations faisant l’objet de
mesures dérogatoires figure en annexe I de la directive 76/769/CEE. On y trouve en particulier les
poteaux, les bois de structure de bâtiments agricoles ou industriels de type écrans acoustiques,
paravalanches, glissières de sécurité, ouvrages de retenue de terre,… Il n’est plus utilisable en classe
d’emploi 5. Le bois traité CCA doit mentionner les restrictions d’usages et la présence d’arsenic,
tandis que le bois commercialisé en emballage devra porter les mentions relatives à la sécurité des
utilisateurs, ainsi qu’aux règles en matière de déchets dangereux.
Il existe aujourd’hui sur le marché des produits pour la classe d’emploi 4, sans chrome et sans
arsenic, principalement utilisés pour l’instant en France pour l’aménagement des aires de jeux pour
enfants. Ce sont des produits mixtes contenant des sels de bore et de cuivre et des molécules
organiques.
Les produits hydrosolubles non fixants mixtes (sel de bore + ammonium quaternaire) peuvent être
appliqués par vide-pression, par trempage-diffusion ou par le procédé chaud-froid et sont réservés
aux classes d’emploi 1, 2 et 3.
Les produits hydrosolubles contenant du cuivre colorent le bois en vert, ce qui peut parfois apparaître
comme un inconvénient. Il existe des produits de finition verts destinés à procurer une teinte
rénovatrice au bois traité qui se ternit au cours du temps. La coloration d’une des matières actives
permet de visualiser le traitement ce qui simplifie le contrôle de la profondeur de pénétration, rassure
l’utilisateur, et pourrait faciliter la traçabilité des bois traités.
Les bois traités avec des sels hydrosolubles peuvent être collés, vernis, lasurés, peints et mis au
contact de matériaux poreux.
Les produits organiques
Ces produits sont le plus souvent utilisés sous forme de solutions contenant une ou plusieurs matières
actives solubilisées dans un solvant pétrolier léger tel que le white-spirit. Les matières actives
insecticides les utilisées à l’heure actuelle sont les pyréthroïdes (perméthrine, cyperméthrine) ; le
lindane et l’aldrine sont aujourd’hui interdits. Les fongicides organiques les plus utilisés sont les
composés de la famille des triazoles (azaconazole, tébuconazole, propiconazole), le
pentachlorophénol (PCP) étant aujourd’hui fortement réglementé. Il existe des produits uniquement
insecticides pour la classe d’emploi 1. Par contre, il n’existe pas de produits de préservation
industrielle uniquement fongicide, le risque insecte existant toujours, quelque soit la classe d’emploi.
Une résine est incorporée au produit pour permettre la fixation physique des matières actives : elles
sont en quelque sorte « collées » dans le bois.
Les produits organiques sont de plus en plus souvent vendus sous forme hydrodispersable : les
matières actives sont solubilisées dans des gouttelettes de solvant pétrolier, en suspension dans
l’eau. Des agents émulsifiants assurent la stabilité des formulations. Leur avantage est de permettre
une utilisation moindre de solvant pétrolier. On note cependant une meilleure pénétration des produits
en phase solvant.
Les procédés d’application des produits en solvant pétrolier et des produits hydrodispersables sont
l’aspersion sous tunnel (classe d’emploi 1 et 2), le trempage court (classe d’emploi 1, 2 et 3 seulement
en cas de risques réduits) et l’autoclave double-vide (classe d’emploi 1, 2 et 3).
Le bois traité doit être mis en œuvre après évaporation totale des solvants. La mise en contact de bois
traités avant séchage complet avec des plaques de plâtre peut occasionner l’apparition de taches sur
le plâtre et le papier peint qui le recouvre dans le cas de cloisons à ossature bois.
Les huileux naturels
La créosote est un produit huileux naturel issus de la distillation de la houille entre 100 et 500°C. Elle
contient de nombreuses molécules différentes et a une action à la fois insecticide, fongicide et
hydrofuge. Le bois créosoté est noir, dégage une odeur forte et ne peut être ni collé, ni verni, ni mis au
contact de matériaux poreux. Dans la pratique, ce produit est réservé au traitement des poteaux de
télécommunication, parfois uniquement de la partie enterrée, et des traverses de chemin de fer. La
créosote utilisée pour le traitement des bois est le principal responsable des pollutions dues aux
hydrocarbures aromatiques polynucléaires (HAP), qui peuvent causer des cancers chez l’homme et
exercer une action nocive sur les poissons et d’autres composantes de la vie aquatique. Aujourd’hui,
la composition de la créosote a été modifiée et sa teneur en HAP a diminuée de 40%. La directive
CEE 94/60 (20 décembre 1994) fixe les teneurs maximales en benzo-alpha-pyrène (BAP) et en
phénols solubles, et interdit l’utilisation de bois créosotés à l’intérieur des bâtiments, sur les aires de
jeux ou pour tout contact avec des denrées alimentaires ou agricoles. Des études réalisées parle le
CTBA ont montré que les bois créosotés ne devaient pas être mis au contact direct avec l’eau car les
solutions délavées issues de ces bois sont peu biodégradables et très écotoxiques. Suite à la directive
n°2001/90/CE de la Commission du 26 octobre 2001 portant septième adaptation au progrès
technique (créosote) de l’annexe I de la Directive 76/769/CE du Conseil concernant le rapprochement
des dispositions législatives, réglementaires et administratives des Etats membres relatives à la
limitation de la mise sur le marché et de l’emploi de certaines substances et préparations
dangereuses, I’arrêté du 2 juin 2003 précise en France les limitations de mise sur le marché et
d’emploi des huileux naturels utilisés pour le traitement des bois.
La créosote est appliquée uniquement par autoclave vide-pression, l’autoclave étant généralement
équipé d’un système de chauffage qui permet de diminuer la viscosité du produit et d’améliorer sa
pénétration à l’intérieur du bois. Il existe des autoclaves basculants qui permettent de ne traiter que le
pied des poteaux.
La directive biocide
La directive biocide (98/8/CEE, 16 février 1998) a pour but de soumettre les produits biocides non
agricoles à une autorisation de l’Etat, valable partout en Europe. Cette autorisation est accordée à la
condition que la substance démontre qu’elle est efficace, ce qui implique une première évaluation, et
acceptable pour la santé humaine ainsi que pour l’environnement, ce qui implique une deuxième
évaluation. Le calendrier de mise en œuvre de la directive prévoit une première phase de
notification/identification des substances biocides par les producteurs et utilisateurs. Les listes de
substances seront établies progressivement dans les 10 années à venir. Les substances qui ne seront
pas inscrits sur les listes européennes devront être retirés du marché. Pour les substances inscrites
sur les listes européennes, les industriels devront déposer une demande d’AMM (autorisation de mise
sur le marché).
Conformément au règlement (CE) 2002/2003 de la Commission Européenne du 4 novembre 2003
concernant la seconde phase du programme de travail de 10 ans visé à l’article 16 de la directive, les
dossiers de 38 substances actives pour les produits de type 8 (traitement du bois) ont été déposés
auprès de l’Etat membre rapporteur avant le 28 mars 2004. Les listes sont accessibles à l’adresse
internet suivante :
http://europa.eu.int/comm/environment/biocides/main_subjects.htm
Tableau récapitulatif
A partir de la liste des produits destinés aux industries de traitement préventif certifiés par le Centre
Technique du Bois et de l’Ameublement (liste du 18 juillet 2005), nous pouvons avoir une vision
complète des traitements actuellement pratiqués en France, répondant aux exigences en vigueur. Le
tableau 3 récapitule les informations données précédemment.
Tableau 3 : Tableau récapitulatif des traitements de préservation des bois
Type de produit
Exemples de composition
En solvant pétrolier
prêt à l’emploi
Hydrodispersable
concentré
En solvant pétrolier
prêt à l’emploi
- Cyperméthrine
(produit uniquement insecticide)
Procédé
adapté
d’emploi)
Aspersion sous tunnel (1)
Trempage court (1)
Autoclave double-vide (1)
(classes
- Cyperméthrine
- Propiconazole
- Tebuconazole
Aspersion sous tunnel (1,2)
Trempage court (1,2,3A*)
Hydrodispersable
- Cyperméthrine
concentré
- IPBC (3-iodo-2-propynyl-butyl Autoclave double-vide (1,2,3)
carbamate)
- Propiconazole
- Tebuconazole
Hydrosoluble concentré
- Acide borique
Trempage-diffusion (1,2,3)
- Chlorure de diméthyl alkyl Chaud-froid (1,2,3)
benzylammonium
Autoclave vide-pression (1,2,3)
- Perméthrine
- Acide borique
- Hydroxide carbonate de cuivre Autoclave vide-pression (1,2,3,4)
- Tebuconazole
- Propiconazole
- Acide borique
Cu-HDO
(bis-N- Autoclave vide-pression (1,2,3,4)
cyclohexyldiazeniumdioxy-cuivre)
- Carbonate de cuivre
- Oxyde de chrome
- Oxyde de cuivre
Autoclave vide-pression (1,2,3,4)
- Oxyde d’arsenic
Huileux naturels
- Type B selon NF EN 13991
Autoclave vide-pression (3,4)
CREOSOTE
REGLEMENTEE
PAR DIRECTIVES 94/60/CE et
2001/90/CE
*Le niveau A à l’intérieur de la classe d’emploi 3 correspond à des risques peu élevés, alors que le
niveau B correspond aux mises en œuvre les plus risquées à l’intérieur de cette classe d’emploi.
Les déchets de bois traités
La dernière étape de la vie du bois traité est très importante à prendre en compte, comme le montre la
“directive arsenic” puisque les arguments avancés pour diminuer l’utilisation des CCA touchent à
l’aspect santé – environnement lié à l’absence de filière d’élimination pour le bois traité. Actuellement,
le statut des déchets de bois se précise.
La réglementation (décret français n°2002-540 du 18 avril 2002) classe les déchets, les codifie et fixe
certaines filières d’élimination en fonction des classes qui sont au nombre de trois :
- Déchets inertes, qui ne présentent pas de modification physique ou chimique à long terme
- Déchets non dangereux mais non inertes
- Déchets dangereux
Les bois traités au CCA ou à la créosote sont classés parmi les déchets dangereux alors que les
autres bois traités pour des classes d’emploi 1, 2 ou 3 ne devraient pas être considérés comme
dangereux. Les déchets imprégnés avec des alternatives au CCA (Cu-organique) seraient a priori
classée dangereux, mais cela reste à confirmer.
Il est nécessaire d’améliorer la collecte de ces déchets, créer des filières d’élimination spécifiques
(valorisation matière, traitement thermique ou incinération) à des coûts acceptables et responsabiliser
l’ensemble des acteurs concernés sur ce sujet.
Conclusion
Dans une partie consacrée aux polluants incorporés dans les matériaux de construction, il ne semble
guère possible d’établir une liste des substances responsables de pollution à partir du bois traités, le
sujet étant plus complexe qu’il n’y paraît. Nous pouvons apporter quelques éléments de réflexion :
-
Un biocide correctement fixé à l’intérieur du bois (fixation chimique ou fixation physique) ne pourra
s’avérer polluant qu’au moment où le bois sera usiné (dangerosité des poussières respirées) ou
encore brûlé (dégagement de fumées toxiques ou concentration de métaux lourds dans les
cendres). La pollution pourra être éliminée par des mesures appropriées (système d’aspiration,
filtration des fumées, récupération des cendres).
-
La quantité de biocides introduite dans le bois doit être prise en compte. Les traitements destinés
aux classes de risques moins sévères correspondent à un apport moins important de matières
active, pour un produit donné. Par exemple, dans le cas d’un traitement de bois de charpente
(classe d’emploi 2) par trempage court, un produit hydrodispersable prêt à l’emploi contenant
0.05% m/m de cyperméthrine et 0.885% m/m de propiconazole doit être appliqué à une quantité
de 90g / m2.
-
Les « analyses de cycle de vie » prenant en compte les différents impacts environnement à toutes
les étapes de « vie » d’un produit permettent de situer les produits les uns par rapport aux autres
d’un point de vue environnemental. Le bois traité, étant donné les avantages importants du
matériau bois (renouvelable lorsqu’il est issu de forêts gérées durablement, stock de carbone issu
du dioxyde de carbone atmosphérique,…) et l’augmentation de la durée de vie apporté par le
traitement, est souvent le meilleur choix par rapport à des matériaux plus polluants ou plus
coûteux en énergie.
-
L’utilisation d’essences de bois naturellement durables pour une classe d’emploi considérée et
des performances données est à privilégier. Cependant, de nombreuses essences présentes en
quantité importante dans nos forêts sont incompatibles avec une approche de ce type justifiant le
recours à des produits de préservation.
-
Une conception réfléchie, limitant les risques d’attaque par les micro-organismes et les insectes,
constitue un point important dans le développement de nouvelles constructions à base de bois
(réduction des infiltrations d’eau réduisant l’action des agents de pourriture, pose de barrière
physique contre les termites…).
-
Le développement de nouveaux produits ou procédés de préservation plus respectueux de
l’environnement constitue également une alternative intéressante. Différents traitements chimique
ou thermique permettent d’augmenter la durabilité du bois sans avoir recours à l’utilisation de
biocides.