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Polyvalent et durable – Le tanin issu des forêts suisses

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Que se passerait-il si l’on pouvait utiliser les déchets d'écorce produits dans les scieries suisses de façon rentable? L’équipe de recherche de la Haute école spécialisée bernoise BFH examine la possibilité d’extraire des tanins de l'écorce de conifères indigènes et la manière de les utiliser dans des applications pour des matériaux, comme par exemple en tant que matière premièredestinée à la production d’adhésifs bio-sourcés sans formaldéhyde.

Ressource en écorce de conifères

Dans l'hémisphère sud, les tanins sont extraits des déchets d’écorce et de bois de cœur (duramen) des essences indigènes - une source de revenus supplémentaire et bienvenue pour l'industrie de transformation du bois de ces pays.Cette pratique, qui appartient au quotidien de l'industrie du bois de l’hémisphère sud, n’est pratiquée qu’au cas par cas dans l'hémisphère nord jusqu'à présent. D’où la mise en route d’un projet de recherche; visant à savoir s'il est intéressant d’extraire des tanins de l'écorce de conifères qui poussent en Suisse, ce qui permettrait de dégager une nouvelle source de revenus pour l'industrie du bois. Les résultats sont encourageants puisqu’ils montrent que l'on peut isoler les tanins de l’écorce pour tous les bois résineux européens.

Pilotage des propriétés des extraits
La masse de substances récupérables à partir de l’écorce varie fortement d'une espèce à l’autre. Pour le pin, il s’agit seulement de trois pour cent de la matière sèche, tandis que pour le mélèze et le sapin, la proportion peut atteindre environ dix pour cent. En plus des tanins, il faut noter également la présence de pectines, monosaccharides et monomères phénoliques dans les extraits. La composition des extraits de bois de ressource nationale est ainsi très différente des extraits disponibles dans le commerce à partir de l’espèce de bois Quebracho ou de l’écorce de mimosa, produits industriels standards issus d’espèces tropicales. De plus, la méthode d'extraction influence les propriétés des extraits. Les travaux de laboratoire  ont donc visé à générer un rendement plus élevé en tanins avec un processus plus simple techniquement et économe en ressources. C’est ainsi qu’un processus d'extraction aqueuse en deux étapes permet l’obtention d’extrait de tanins de plus grande pureté, possédant une teneur en tanin plus élevée que celle des saccharides. La durée de stockage du bois coupé affecte fortement  le rendement de l'extraction. Le rendement en tanin est diminué de moitié après un an de stockage. Il est donc important de considérer la durée optimale pour l’extraction, afin de développer et mettre en œuvre des processus de traitement optimisés sur le plan économique.

Adhésifs, mousses et bio polymères pour impression 3D

Extrait de tanin d’écorce d’épicéa sous forme de poudre
Panneau de particules avec adhésif à base de tanin
Mousse à base de tanin en tant que matériau pour la construction légère

Jusqu’à présent, des tentatives de production de panneaux à base de bois ont démontré que les extraits de tanin peuvent être utilisés comme adhésifs dans l'industrie du bois. Les composants essentiels de ces adhésifs ne sont que de l'eau et des extraits de tanin. Les prototypes de panneaux ont prouvé qu’il est possible de produire des adhésifs innovants  ménageant les ressources et sans ajout de formaldéhyde, molécule qui est abondamment utilisée et présentant un danger pour la santé.
De nombreuses 'autres applications sont déjà étudiées dansle cadre de projets de recherche, comme par exemple des adhésifs sans formaldéhyde pour la production de panneaux contreplaqués. Une autre approche innovanteconcerne les mousses à base de tanin pour les secteurs des matériaux et de la construction. Ces mousses pourraient être par exemple utilisées dans la construction légère et le mobilier. Elles permettent une alternative plus économique en ressources et plus légère que les produits actuels standards. Le niveau élevé de résistance au feu de ces mousses est intéressant, si bien que ces dernières pourraient être appliquées entre autres dans la construction bois et dans l’agencement intérieur relevant de la sécurité incendie.
D’autres recherches actuelles visent le développement de bio-polymères à durcissement rapide à base de tanin pour l'impression 3D d'éléments de construction ou de design. L'objectif est dans ce cas de progresser sur des systèmes composites imprimables et basés uniquement sur les ressources en bois et en écorce.

Protection par substance bioactive 
Outre les tanins, l’extraction de l’écorce à l’eau chaude permet de récupérer des substances bioactives servant à la protection de l'arbre contre les agents biologiques tels que les champignons, les bactéries et les insectes. Ces substances devraient être utilisées à l'avenir comme protection biologique renforcée des surfaces de matériaux. Dans un premier temps, une application est envisagée dans les matériaux de coloration utilisés pour protéger les façades en bois. En cas de succès ( stabilisation des substances bioactives dans ces matériaux de coloration), un remplacement des biocides synthétiques serait possible et intéressant: ces biocides servent certes actuellement à stabiliser les matériaux de coloration considérés, mais ils sont lavés par les intempéries après quelques années d'utilisation en plein air et vont polluer les eaux de surface.