La prochaine grande avancée en construction durable : le bois enrichi en fer ?
Une équipe d’ingénierie a créé un bois semblable à l’acier en l’infusant de fer, offrant une alternative respectueuse du climat au béton et à l’acier.
Par l’équipe d’Anthropocene Magazine (Abre numa nova janela)
Augmenter l’apport en fer pour combattre la faiblesse et accroître l’énergie n’est pas réservé aux humains, comme le montre une nouvelle recherche. Une équipe spécialisée en science et ingénierie a découvert qu’injecter du fer et d’autres minéraux dans le bois le rend plus résistant sans l’alourdir.
En rendant le bois plus compétitif par rapport à l’acier et au ciment, cette découverte, présentée dans la revue ACS Applied Materials & Interfaces (Abre numa nova janela), ouvre une voie vers une construction moderne plus durable.
L’acier et le ciment sont essentiels à la construction moderne, mais ces matériaux manufacturés s’accompagnent d’une lourde empreinte environnementale. La production de ciment génère 2,3 milliards de tonnes métriques de dioxyde de carbone par an, tandis que la fabrication du fer et de l’acier en produit environ 2,6 milliards. Cela représente respectivement environ 6,5 % et 7,0 % des émissions mondiales de carbone (Abre numa nova janela).
L’industrie de la construction subit une pression croissante pour être plus durable. Et la demande de bâtiments plus écologiques (Abre numa nova janela) a conduit à un nouvel intérêt pour la construction en bois (Abre numa nova janela). Le bois est l’un des plus anciens matériaux de construction utilisés par l’humanité, mais il ne possède pas la résistance nécessaire pour être employé comme matériau porteur dans des structures plus grandes que des maisons et des cabanes. Pour les bâtiments allant jusqu'à 18 étages (Abre numa nova janela), les entreprises de construction, en particulier en Europe, utilisent un matériau appelé « bois massif » (mass timber), constitué de couches de bois collées entre elles.
Vivian Merk, professeure en génie océanique et mécanique à l’Université Florida Atlantic, et ses collègues ont voulu déterminer s’il était possible de rendre le bois naturel plus résistant sans ajouter de matériaux nocifs pour l’environnement. L’équipe a décidé d’incorporer des minéraux de renforcement dans les parois des cellules du bois et a commencé par des blocs de chêne rouge. Le chêne et d’autres feuillus, comme le cerisier et le noyer, présentent ce que l’on appelle « un bois à pores annulaires », en raison des larges vaisseaux en forme d’anneaux qui transportent l’eau des racines vers les feuilles. L’équipe de recherche a tiré parti de cette structure et de ce mécanisme pour mettre au point leur technique simple. Elle a d’abord mélangé du nitrate ferrique avec de l’hydroxyde de potassium pour créer un minéral d’oxyde de fer appelé ferrihydrite. Ce minéral est inoffensif et naturellement présent dans le sol et l’eau.
À l’aide d’un procédé sous vide, l’équipe a introduit des nanocristaux de ferrihydrite dans le bois et les a déposés dans les parois cellulaires du bois. Les tests ont montré que le bois enrichi en fer nanocristallin devenait seulement légèrement plus lourd, tandis que sa rigidité et sa dureté augmentaient respectivement de 260,5 % et 127 %.
Source : Steven A. Soini et coll., « Multiscale Mechanical Characterization of Mineral-Reinforced Wood Cell Walls », ACS Applied Materials & Interfaces, 2025.
Article original en anglais : https://www.anthropocenemagazine.org/2025/05/the-next-big-thing-in-sustainable-construction-iron-fortified-wood/ (Abre numa nova janela)
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(Abre numa nova janela)Anthropocène est la version française d’Anthropocene Magazine (Abre numa nova janela). La traduction française des articles est réalisée par le Service de traduction de l’Université Concordia (Abre numa nova janela), la Durabilité à l’Ère Numérique (Abre numa nova janela) et le pôle canadien de Future Earth (Abre numa nova janela).
