Quand Timothée Boitouzet a étudié l'architecture au Japon, où les bâtiments doivent survivre aux tremblements de terre, a compris que le prochain matériau intelligent pourrait être ce que les humains ont utilisé pendant des milliers d'années: le bois.
« En France, on construit plus avec du béton et de la pierre qu'avec du bois »il a dit. « Lorsque je suis entré en contact avec la culture japonaise de la construction, j'ai compris comment construire des structures fantastiques en bois. Ce matériau que nous considérons tout sauf innovant est en réalité super intelligent. Le véritable matériau du futur. C’est ce qui m’a lié au projet du bois transparent et augmenté.
En 2016, Boitouzet fonde en France Boisoo, une société de science des matériaux basée à Paris. Woodoo modifie le bois pour lui donner de nouvelles propriétés. Son objectif est de transformer le secteur de la construction, en remplaçant par exemple l'acier par le bois.
Contrairement à d'autres matériaux de construction, tels que la pierre ou le ciment qui contient du sable, le bois est une ressource renouvelable, ce qui en fait un matériau de construction durable, a-t-il déclaré. Boitouzet.
Nous gérons les arbres intelligemment
Construire davantage avec des arbres offre à la fois une opportunité et une responsabilité. L’opportunité est de contribuer à réduire l’importante empreinte carbone du secteur de la construction, qui accélère le changement climatique. Un rapport récent du World Green Building Council estime que 11 % des émissions mondiales de carbone proviennent des matériaux et des processus de construction sur l'ensemble du cycle de vie du bâtiment. Puisque les arbres contiennent du carbone, utiliser le bois dans les bâtiments est un moyen de stocker du carbone. Si l’on veut faire du bois augmenté un matériau d’avenir, la responsabilité est de gérer judicieusement l’utilisation des arbres, en prenant soin de planter (et de planter beaucoup) plus de spécimens que ce qui est nécessaire à la construction.
Le bois transparent, un tournant dans les matériaux
En extrayant du bois la lignine, substance qui constitue ses parois cellulaires, et en la remplaçant par un type spécifique de polymère, le bois devient un nouveau matériau transparent. « Il est résistant aux intempéries, plus ignifuge, trois à cinq fois plus résistant. Et puis c'est transparent», précise Boitouzet.
Ne sous-estimez pas cette propriété: Grâce aux caractéristiques du polymère ajouté pour remplacer la lignine, la lumière traverse le bois et ouvre à un monde d'applications possibles.
Réalité augmentée, bois « augmenté »
Jusqu'à présent, les constructeurs automobiles ont montré le plus grand intérêt pour son bois transparent.
Actuellement, grâce à un projet appelé Bois amélioré Woodoo, l'entreprise travaille à l'intégration de l'électronique dans son bois « tactile », grâce à une collaboration avec des partenaires industriels. Le matériau du futur, qui transmet la lumière, fera partie intégrante de certains « tableaux de bord tactiles » des voitures, des panneaux qui intégreront des commandes et des affichages.
Woodoo considère l'industrie automobile comme une porte d'entrée pour commercialiser ses produits, tout en introduisant des produits en bois plus légers et produisant moins d'émissions que les panneaux traditionnels.
Boitouzet n'est pas le seul à s'enthousiasmer pour les possibilités qu'offre le bois. Lars Berglund, professeur de bois et de matériaux composites à l'Institut royal de technologie KTH en Suède, a constaté qu'il existe de nombreuses utilisations des bois clairs et solides.
« C'est un domaine qui a besoin de beaucoup de créativité pour innover, car les gens travaillent sur la technologie du bois depuis des centaines d'années. » Dit Berglund.
Alors que d’autres recherches ont surtout tenté de remédier à ses défauts, comme sa sensibilité à l’eau, lui et son équipe se sont concentrés sur d’autres caractéristiques. Ils se concentrent sur l'utilisation de bois transparent pour des applications d'ingénierie.
Le professeur. Berglund utilise le bois comme modèle pour la nanotechnologie: comment Boitouzet élimine la lignine, introduit un polymère et ajoute d'autres technologies pour étendre sa fonctionnalité et rendre le matériau transparent.
Le plafond lumineux
L'application que l'équipe de Berglund étudie actuellement consiste à intégrer des points quantiques dans le bois pour créer des diodes électroluminescentes (DEL). « L’idée est d’avoir par exemple un plafond en bois qui éclaire entièrement »il a dit.
Contrairement à une lumière ponctuelle, la lumière du bois transparent est diffuse, plus naturelle et agréable à observer, explique le prof. Berglund. Les points quantiques sont une collection d'atomes de semi-conducteurs, de quelques nanomètres de large, qui brillent lorsqu'ils sont exposés à la lumière UV.
Ces panneaux ne sont que l'une des nombreuses applications possibles du bois transparent comme matériau du futur.
Le bois peut également constituer la base des fenêtres électrochromes. Des « fenêtres intelligentes » qui peuvent bloquer la lumière lorsque l’électricité les traverse.
Batteries en bois
Berglund estime que ce bois de nouvelle génération peut également être utilisé dans le secteur de l'énergie. "Nous pouvons améliorer l'efficacité (des cellules solaires) car la dispersion de la lumière (à l'intérieur du bois) lui fait parcourir un chemin plus long : en d'autres termes, vous pouvez absorber plus d'énergie"il a dit.
L’utilisation d’un matériau à changement de phase au lieu d’un polymère pour remplacer la lignine transforme le bois en un dispositif de stockage d’énergie. Pendant la journée, cette « batterie en bois » peut absorber la chaleur, mais la nuit, à mesure que les températures refroidissent, le matériau à changement de phase cristallise, libérant de la chaleur.
Le défi: l'évolutivité et l'environnement
« Comment passer d’un traitement en laboratoire, où vous contrôlez étroitement votre nanostructure, à quelque chose qui peut être réalisé à l’échelle industrielle ? demande le prof. Berglund. L'évolutivité et la recherche générale de partenaires commerciaux sont un problème pour tout nouveau développement, et le bois transparent ne fait pas exception.
Une autre mission cruciale est de rendre le bois augmenté encore plus écologique. Une façon de faire serait de stocker autant de lignine que possible, au lieu de la jeter. « Si vous le supprimez, vous ajoutez une étape chimique qui coûte de l’énergie et nécessite des solvants », dit Berglund.
C'est pourquoi son équipe se concentre sur l'utilisation d'un polymère plus écologique dans les matériaux. "Jusqu'à présent, ceux utilisés étaient à base de pétrole pour mieux lier le bois, mais nous travaillons désormais avec un polymère biosourcé."
