Le Superwood, développé par l’entreprise américaine InventWood, est un bois d’ingénierie ultra-résistant obtenu par compression après traitement chimique pour éliminer certains composants. Il est jusqu’à 20 fois plus résistant que le bois naturel et peut surpasser l’acier en termes de ratio poids/résistance. Ce matériau est également plus léger, durable, et considéré comme une alternative bas carbone au béton et à l’acier dans la construction.
Le Superwood : L’Avènement d’un bois plus résistant que l’acier
Une nouvelle ère de la construction pourrait bien être inaugurée par un matériau surprenant : le Superwood. Développé par la start-up américaine InventWood, issu de recherches menées à l’Université du Maryland, ce bois d’ingénierie ultraléger et hyper-résistant promet de transformer notre approche des matériaux de construction, offrant une alternative plus verte au béton et à l’acier.
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Une fabrication révolutionnaire
Le secret du Superwood réside dans un processus d’ingénierie innovant qui modifie fondamentalement la structure du bois naturel.
Délignification partielle : Le bois brut est soumis à un traitement chimique. Ce processus vise à éliminer partiellement la lignine (le polymère qui rigidifie les parois cellulaires et donne sa couleur brune au bois) et l’hémicellulose, tout en conservant la structure fibreuse principale.
Compression et densification : Le bois traité chimiquement, désormais plus souple, est ensuite soumis à une forte pression et chaleur. Cette étape de densification écrase et aligne les fibres de cellulose du bois, éliminant les pores et les vides.
Résultat final : On obtient un matériau beaucoup plus dense, homogène et dont les fibres sont parfaitement orientées pour une résistance maximale.
Des propriétés mécaniques époustouflantes
Les propriétés du Superwood sont stupéfiantes et justifient son nom :
Résistance mécanique : Il est jusqu’à 20 fois plus résistant que le bois naturel. Son ratio résistance/poids lui permet de surpasser l’acier, le rendant plus léger et plus solide à la fois.
- Dureté : Le processus de densification augmente considérablement sa dureté, le rendant extrêmement résistant aux chocs et aux rayures.
- Durabilité et légèreté : Il présente une bien meilleure résistance à l’usure, à l’humidité, et à la déformation que le bois classique, tout en restant plus léger que la plupart des matériaux structurels lourds.
Bien sûr, nous attendons d’obtenir les chiffres en termes d’élasticité, module de Young, afin de réaliser nous même nos propres vérification de fléchissement, d’effort tranchant et de cisaillement. Ces chiffres, nous ne les connaissons malheureusement pas encore.
Un matériau d’avenir pour la construction
Le Superwood n’est pas seulement destiné à remplacer le bois dans les applications traditionnelles. Son potentiel s’étend aux domaines dominés par l’acier et le béton :
Énergie bas carbone : Contrairement au béton et à l’acier dont la production est très gourmande en énergie et émettrice de CO2, le bois est un puits de carbone naturel. Le Superwood offre ainsi une solution de construction beaucoup plus faible en carbone.
Applications diverses : De la construction de bâtiments ultra-résistants et plus légers à la fabrication de meubles haute performance les applications sont multiples. InventWood développe également des variantes du Superwood, notamment un bois isolant transparent et un bois à haut rendement énergétique pour la climatisation.
En offrant la résistance des matériaux lourds avec la légèreté et la durabilité d’un produit biosourcé, le Superwood est clairement positionné comme un pilier de l’ingénierie verte pour le futur.
Ces nouveaux procédés deviennent courant. Nous avons déjà évoqué le recyclage du polyuréthane pour le transformer en matériau compact et dense tel que le Purenit. Notamment pour la fabrication des pré-cadres de fenêtres et des seuils. Le superwood pourrait probablement nous rendre les mêmes services.
Applications possibles du superwood
Ses applications se divisent principalement en deux grandes catégories :
Construction et structure (remplacement de l’acier et du béton)
C’est l’application la plus révolutionnaire. Grâce à son rapport résistance/poids 10 fois supérieur à celui de l’acier et sa durabilité accrue, le Superwood est conçu pour des usages structurels de haute performance.
- Résistance structurelle : Poutres, poteaux et autres éléments porteurs dans la construction de bâtiments et ponts / Permet de construire des structures plus légères, mais tout aussi résistantes, voire plus. Les bâtiments seraient plus résistants aux tremblements de terre (du fait de leur légèreté).
- Revêtements extérieurs : Bardage, clôtures, terrasses et structures de jardin (pergolas). / Résistance aux intempéries, aux UV, au feu (Classe A), aux champignons et aux insectes/termites – éliminant les défauts majeurs du bois traditionnel.
- Haute performance : Applications nécessitant une résistance extrême à l’usure, comme les planchers pour zones à fort trafic. / Moins d’entretien et une durée de vie prolongée.
Les possibilités sont nombreuses, or la cible sera sans aucun doute la construction ossature bois et la construction en poteau poutre.
Aménagement intérieur et mobilier
La densification du bois confère au Superwood une esthétique particulière, ressemblant à des bois tropicaux très durs et riches (comme l’Ipé ou le Noyer), combinée à une robustesse hors norme.
Mobilier et ébénisterie : Le Superwood permet de concevoir des meubles plus fins (élancés), plus légers, mais extrêmement durables et résistants aux chocs et aux rayures. On peut l’utiliser pour les plans de travail de cuisine, les armoires et les étagères (pour une excellente rigidité et une haute résistance aux impacts).
Menuiserie intérieure : Portes, moulures, encadrements de fenêtres, et revêtements muraux haut de gamme dans les espaces commerciaux ou résidentiels.
Autres innovations dérivées d’InventWood
InventWood explore également d’autres matériaux basés sur la même ingénierie moléculaire du bois :
Bois transparent (Transparent Wood) : En enlevant presque toute la lignine, ils peuvent créer un bois optiquement clair et le combiner avec des polymères pour fabriquer un matériau isolant, transparent, plus léger et potentiellement plus durable que le verre pour les fenêtres.
Refroidissement (Radiative Cooling Wood) : Un autre bois modifié est en cours de développement pour l’utiliser comme matériau de toiture à haut rendement énergétique qui pourrait réduire la nécessité de la climatisation en réfléchissant le rayonnement solaire et en dissipant la chaleur.
En résumé, le Superwood vise à être un matériau écologique capable d’entrer en concurrence directe avec les matériaux de construction les plus performants et les plus lourds, tout en étant plus durable dans le temps.
Avancée environnementale ?
Le Superwood représente une avancée majeure, notamment sur le plan environnemental, en se positionnant comme une alternative bas carbone à l’acier et au béton, bien qu’il soit actuellement plus coûteux que le bois ordinaire.
Impact environnemental : Un avantage net sur l’acier
Le principal attrait environnemental du Superwood est son faible bilan carbone par rapport aux matériaux de construction traditionnels lourds.
Le carbone stocké (Biosourcé)
Stockage de carbone : Comme tout matériau à base de bois, le Superwood est biosourcé. L’arbre absorbe le CO2 de l’atmosphère pendant sa croissance. Lorsque le bois est utilisé dans la construction, il stocke ce carbone pendant toute la durée de vie du bâtiment. L’acier, en revanche, ne stocke aucun carbone et sa production est très émettrice.
Faible énergie grise
Le processus de fabrication du Superwood, qui implique un traitement chimique (délignification partielle) suivi d’une compression thermique, consomme de l’énergie. Cependant, les inventeurs affirment que l’empreinte carbone de la production du Superwood est jusqu’à 90 % inférieure à celle de la fabrication de l’acier conventionnel.
Durabilité accrue
Sa résistance à l’humidité, aux champignons, aux termites et au feu (il obtient la meilleure note aux tests standards de résistance au feu) lui confère une durée de vie prolongée. Cela réduit la fréquence de remplacement et, par conséquent, l’impact environnemental sur le cycle de vie.
Coût : La compétitivité est l’objectif
Actuellement, le Superwood est un matériau en phase d’industrialisation et de commercialisation initiale (InventWood a levé plus de 50 millions de dollars pour son développement et la construction d’une usine pilote).
Coût Actuel : Le Superwood est plus cher que le bois ordinaire en raison de la complexité du procédé de traitement chimique et de densification nanométrique.
Objectif de Coût : L’objectif d’InventWood n’est pas de remplacer le bois de charpente standard, mais bien de concurrencer l’acier et les matériaux haute performance (comme certains alliages ou la fibre de carbone). La société vise à rendre le Superwood compétitif en termes de coûts par rapport à l’acier, en particulier pour les applications structurelles où il peut remplacer des poutres ou des poteaux métalliques.
On pense évidemment aux IPN et aux poteaux pour les portiques qui seront dans la ligne de mire, mais également au éventuelles solutions de solivage en longue portée.
Facteurs réducteurs de coût
Réduction de matériau : Comme le Superwood est beaucoup plus résistant que l’acier pour le même poids, des sections plus petites peuvent être utilisées pour supporter la même charge, réduisant la quantité de matériau nécessaire.
Logistique : Le fait qu’il soit plus léger réduit considérablement les coûts de transport et facilite la manipulation sur le chantier.
En conclusion, le Superwood sera un choix écologique évident par rapport à l’acier, et son coût est destiné à devenir concurrentiel à mesure que la production augmentera et que les économies de matière et de logistique seront prises en compte dans les projets de construction.
