Des chercheurs de l’Université Aalto ont mis au point un adhésif biosourcé qui peut remplacer les adhésifs contenant du formaldéhyde dans la construction en bois. La principale matière première du nouvel adhésif est la lignine, un composant structurel du bois et un sous-produit de l’industrie de la pâte à papier qui est généralement brûlé après la transformation du bois. Comme alternative au formaldéhyde, la lignine offre une manière plus saine et plus respectueuse du carbone d’utiliser le bois dans la construction.
L’empreinte carbone de la construction en bois est nettement inférieure à celle de la construction en béton, et la construction en bois a souvent été considérée comme meilleure pour la santé des occupants humains. Cependant, les panneaux de bois utilisent encore des adhésifs fabriqués à partir de matières premières fossiles. Ils contiennent du formaldéhyde, qui peut être nocif pour la santé, en particulier pour ceux qui travaillent dans le processus de fabrication des adhésifs. Les personnes vivant dans ou visitant des bâtiments peuvent également être exposées au formaldéhyde toxique des panneaux de bois.
La lignine, quant à elle, provient du bois lui-même. Il lie la cellulose et l’hémicellulose et donne au bois sa structure solide et résistante. La lignine représente environ un quart du poids du bois et est produite en grandes quantités dans l’industrie de la pâte à papier et de la biotransformation. Seulement 2 à 5 % de la lignine produite est utilisée et le reste est brûlé dans des usines pour produire de l’énergie.
Auparavant, des prétraitements longs et intensifs en produits chimiques étaient nécessaires pour utiliser la lignine dans les adhésifs. L’adhésif développé par les chercheurs de l’Université Aalto peut utiliser de la lignine kraft purifiée et la réaction chimique pour fabriquer l’adhésif prend quelques minutes au lieu de 10 heures. Aucun chauffage supplémentaire de la matière première n’est nécessaire, ce qui réduit la consommation d’énergie. Les seuls sous-produits du processus sont le sel et l’hydroxyde de sodium, ou lessive.
Monika Österberg, professeur à l’école de génie chimique de l’université Aalto, souligne qu’il s’agit d’un développement important tant pour l’environnement que pour l’industrie.
« L’utilisation de la lignine comme matériau peut réduire les émissions de dioxyde de carbone et augmenter la valeur de traitement des forêts. C’est pourquoi la recherche sur la lignine est une priorité importante pour nous à l’Université Aalto. »
Le chercheur doctorant Alexander Henn explique que les panneaux de bois collés tels que le contreplaqué et les panneaux de particules sont de plus en plus utilisés pour les murs, les plafonds et les sols.
« Par conséquent, il est important de surmonter les inconvénients des adhésifs pour panneaux à base de bois et de développer la nouvelle innovation en un produit commercial. Cela permettrait une transition vers une construction plus à base de bois, en tant qu’adhésif solide et résistant à la chaleur fabriqué à partir de matériaux naturels. rend la construction véritablement écologique et sûre. »
L’innovation est une avancée majeure pour les industries de la foresterie et de la colle, car la teneur en lignine des adhésifs précédents était relativement faible (environ 20 à 50 %), tandis que la nouvelle innovation de l’Université Aalto a une teneur en lignine de plus de 90 %. L’adhésif est solide et non toxique et protège les surfaces du feu, de sorte qu’il peut même être utilisé comme retardateur de flamme.
Selon les chercheurs, la lignine peut également être utilisée comme matière première pour des applications telles que les revêtements et les composites. Les travaux de recherche se poursuivront dans le laboratoire et diverses opportunités de commercialisation seront probablement explorées en collaboration avec LignoSphere Oy, une spin-off de l’Université d’Aalto.
Cette recherche a été publiée en août 2022 dans la revue Chimie verte.
« Un adhésif solide et résistant à la chaleur rend la construction à base de bois vraiment écologique et sûre », déclare le chercheur doctorant Alexander Henn.
K. Alexander Henn et al, Catalyse interfaciale et nanoparticules de lignine pour des adhésifs composites résistants au feu et à l’eau, Chimie verte (2022). DOI : 10.1039/D2GC01637K