Les applications surprenantes du bois

iStock_cosmétiquesProduits cosmétiques

Entre autres produits maquillants, les fonds de teint liquides contiennent de la carboxyméthylcellulose (CMC). Son rôle est de permettre aux composantes dissoutes de le demeurer durant l’entreposage et l’utilisation de ces produits. En plus de posséder une viscosité élevée, la CMC est non toxique et hypoallergénique. C’est en mélangeant la cellulose à l’acide acétique chlorée que l’on obtient la CMC. Par ce procédé, celle-ci devient soluble et hydrophile, c’est-à-dire qu’elle se lie facilement aux molécules d’eau. Elle est donc idéale pour la fabrication de liquides et de gels.

La nitrocellulose se trouve dans certains vernis à ongles. Comme son nom l’indique, elle est produite à partir de la cellulose. Elle est ajoutée à différents vernis, aux apprêts pour cuir et aux encres d’imprimerie. En l’intégrant à ces produits, les fabricants font appel à sa force et à sa capacité de sécher rapidement.

Après la cellulose, la lignine est le deuxième constituant le plus important du bois. Celle-ci est une molécule structurante qui lie les fibres du bois ensemble. C’est d’ailleurs pourquoi on l’appelle la colle naturelle du bois. On la retrouve dans le shampoing pour en augmenter la fluidité.

iStock_gelatoAlimentation

L’additif alimentaire qui donne de la texture à la crème glacée, à la gomme à mâcher et au chocolat chaud provient des arbres. De plus, la vanilline, que l’on tire de la lignine de ceux-ci, coûte beaucoup moins cher que la vanille. Elle la remplace donc dans plusieurs produits alimentaires, notamment les confiseries, chocolats, pâtisseries, crèmes glacées, etc.

La fermentation des sucres extraits du bois donne le vinaigre que l’on ajoute dans le ketchup.

Plusieurs sortes de saucisses et de saucissons sont enrobées d’une pellicule de cellulose, qui est une substance flexible et assez perméable permettant la cuisson et le fumage de la viande et se pelant facilement après la cuisson.

La nourriture animale renferme des lignosulfonates, dérivés de la lignine des arbres, qui s’utilisent comme liants dans les moulées.

iStock_chandailsVêtements

La rayonne est créée à partir de la pâte dissolvante. On l’utilise pour fabriquer les vêtements et d’autres textiles. Ce textile a été créé pour concurrencer la soie tout en étant moins coûteux.

Les tissus à base de rayonne ont plusieurs qualités. Ils sont doux, confortables et très absorbants. De plus, ils n’isolent pas la chaleur corporelle, ce qui les rend donc idéaux dans les climats chauds. La texture de ces tissus ressemble à celle de la soie, de la laine, du coton et du lin. Leur utilisation s’est étendue à une vaste gamme de produits. En plus des vêtements, on les trouve dans les textiles de décoration et la literie. Certaines serviettes de bain sont aussi faites de rayonne en raison de sa grande capacité d’absorption.

Laboratory glassware over white background - With clipping path

Chimie

Le bois n’a pas seulement sa place sur un chantier de construction. Il est maintenant bien présent dans les laboratoires où il est considéré comme un matériau des plus intéressants. En le transformant, les chimistes arrivent à créer une panoplie de nouveaux produits.

Mentionnons par exemple les polyphénols du bois qui sont des antioxydants bénéfiques pour la santé. Ils aident notamment à diminuer les effets du vieillissement.

On compte aussi les produits à base de lignine qui sont utilisés dans plusieurs domaines. Grâce à la lignine, il est possible de combiner de façon stable deux substances qui ne le seraient pas autrement. On la retrouve dans le béton et l’asphalte. Les produits à base de lignine serviront un jour à remplacer les produits pétrochimiques. La recherche dans ce domaine a donc un avenir prometteur.

iStock_piluleProduits pharmaceutiques

Certaines pilules contiennent de la cellulose microcristalline (MCC). Cette composante du bois extraite à partir des microfibrilles de cellulose provenant d’une pâte cellulosique raffinée prend la forme d’un solide poudreux blanchâtre, non fibreux, sans goût et sans odeur. La MCC se compacte facilement sous une pression minimale et se lie aisément aux matières actives. Elle forme donc des comprimés durs et stables qui se décomposent après avoir été consommés.

Les huiles essentielles entrent dans la fabrication de produits pharmaceutiques en raison de leurs propriétés thérapeutiques. On obtient ces huiles en faisant passer de la vapeur d’eau à travers les feuilles et les rameaux des arbres.

Pour fabriquer des onguents, des dentifrices et des comprimés, l’industrie pharmaceutique se sert de la propolis, une substance résineuse non toxique, obtenue de certains arbres comme le peuplier et le bouleau. La propolis a des propriétés aussi variées que précieuses : c’est un anesthésiant local, un antifongique, un antibactérien, un antiviral, un cicatrisant, un anti-inflammatoire, etc.

iStock_peinturePeinture

La peinture dite « sans éclaboussures » doit son nom à une substance épaississante provenant du bois. En effet, on utilise l’hydroxyéthylcellulose, un gélifiant et un épaississant, pour la produire. L’hydroxyéthylcellulose se lie facilement à l’eau. Toutefois, la force de la liaison est relativement faible, ce qui permet de l’utiliser dans la fabrication de liquides moins épais.

Et plus encore! Du bois dans …

Ecran_ASDBLes écrans à cristaux liquide

Les écrans à cristaux liquides, qui équipent nos télés, appareils-photo, téléphones et ordinateurs, sont comme des sandwiches : les cristaux qui créent les images sont coincés entre deux plaques de verre.

Et ce sandwich est lui-même emballé entre deux films de triacétate de cellulose qui servent à polariser la lumière.

Le triacétate de cellulose est produit par la réaction de la cellulose avec l’acide acétique (l’acide contenu dans le vinaigre). On peut le mouler en minces films solides et très transparents.

La lumière est une onde. Elle peut osciller verticalement, comme les vagues de la mer, ou horizontalement, comme un serpent. Polariser la lumière, c’est la filtrer pour sélectionner seulement les ondes qui oscillent dans un plan particulier. Les écrans à cristaux liquides ne peuvent fonctionner qu’en polarisant la lumière.

Le triacétate de cellulose, c’est aussi le matériau dont sont faites les pellicules photographiques et cinématographiques Il a remplacé le celluloïd qui était trop inflammable. La compagnie Kodak n’en produit plus depuis 2007, mais la demande augmente à nouveau depuis 2010 à cause de la profusion des écrans à cristaux liquides.

Soudure_ASDBLa soudure sur bois

Souder… du bois? C’est possible grâce à deux constituants du bois : la lignine et les hémicelluloses.

Les premiers travaux de recherche sur la soudure du bois ont débuté dans les années 1990 en Europe. Au Québec, les études portent sur le bois de l’érable à sucre et du bouleau jaune.

On insère une tige ronde dans une autre pièce de bois et on la fait tourner très vite afin que la température et la pression augmentent. À 180°C environ, la lignine et les hémicelluloses des deux morceaux de bois « fondent » et s’enchevêtrent. On les laisse refroidir et les deux pièces ne font qu’une. Mais attention! Au-dessus de 280°C, les pièces carbonisent.

L’assemblage des meubles est rapide et peu coûteux. Cette technique est non toxique et écologique et offre une meilleure résistance à l’eau que le collage. La soudure sur bois permet de fabriquer des chaises, des lits pour bébés ou encore des bureaux. Les recherches avancent, mais il faudra patienter encore un peu avant de trouver ces nouveaux meubles en magasin.

VinRouge_ASDBLes polyphénols du vin rouge

Du bois dans le vin? Certains grands vins rouges vieillissent plusieurs années dans des fûts de bois, principalement en chêne.

Pendant ce temps, les polyphénols contenus dans le chêne passent dans le vin : environ 50 milligrammes par litre et par an pour un fût de 225 litres. La consommation d’un verre de vin rouge par jour aurait des bienfaits pour la santé. Les polyphénols contenus dans le vin ont des propriétés antiseptiques, antibactériennes, antifongiques et anti-inflammatoires. Ils permettent de lutter contre les radicaux libres, ces molécules responsables des maladies cardio-vasculaires et de certains cancers.

Ces polyphénols ont pour particularité de modifier la couleur, le goût et la rugosité du vin. On les appelle aussi les tanins.

1500 à 7000 milligrammes
C’est la quantité de polyphénols que l’on trouve dans un litre de vin rouge. Ces polyphénols proviennent des fûts de bois, mais aussi des parties solides de la grappe de raisin (peau, pépins, rafles).

French paradox
Malgré une alimentation riche en matières grasses, les Français sont en santé! Pourquoi? Leur penchant pour le vin rouge, source de polyphénols en serait la source. Les scientifiques anglais, qui ont étudié le sujet en 1986, parlent du « French Paradox » …

Metro_ASDBLes sabots de frein du métro de Montréal

Le métro de Montréal a été inauguré le 14 octobre 1966.
Sa particularité : les sabots de ses freins sont en bois, contrairement à la majorité des métros qui utilisent l’acier ou le graphite. Ainsi, les freinages sont plus silencieux et moins polluants, car moins de particules nocives sont émises par le frottement.

15 000 sabots en bouleau jaune
Chacune des 759 voitures du métro compte 16 sabots de frein, qu’il faut remplacer chaque année. Dans l’atelier, deux employés fabriquent à temps plein plus de 15 000 sabots de frein par an.

Les sabots sont en bouleau jaune (aussi appelé merisier). Lors de leur fabrication, on les trempe pendant 30 à 40 secondes dans l’huile d’arachide pour réduire la friction avec le métal des roues.
Certains trouvent que cela donne aux stations du métro une petite odeur de barbecue!

10 millions de dollars d’économie
L’utilisation de sabots de frein en bois retarde l’usure des roues en fer. Elles peuvent durer pendant toute la durée de vie de la voiture, soit environ 40 ans, permettant ainsi des économies d’une dizaine de millions de dollars par année.

Asphalte_ASDBL’asphalte de nos routes

5 % à 6 % – C’est la proportion de bitume contenu dans les chaussées de nos routes.

Le reste, c’est du sable et du gravier. Le bitume est toutefois visqueux : y combiner du sable et du gravier n’est pas chose facile. Pour le rendre plus fluide, il faut d’abord le mélanger avec de l’eau. Le bitume est comme l’huile : il ne se mélange pas dans l’eau. Pour y remédier, il faut faire une émulsion, c’est-à-dire disperser le bitume en microgouttelettes dans l’eau. Cela nécessite un émulsifiant, une substance qui maintient le bitume sous forme de petites gouttes et le force à rester dans l’eau.

L’un des émulsifiants couramment utilisés pour ramollir le bitume est la lignine, que l’on trouve en abondance dans le bois (de 20 % à 35 % du bois). La lignine est tensioactive : elle a la capacité de combiner et de stabiliser deux substances qu’on ne pourrait pas lier autrement. Les émulsions sont courantes en cuisine. La mayonnaise, par exemple, est un mélange d’huile et de vinaigre, ce qui serait normalement impossible – pensez à la vinaigrette qui se sépare. On ne fait pas de mayo sans œuf : la lécithine contenue dans l’œuf sert d’émulsifiant.

Serviettes_ASDBLes serviettes de bain

100 % rayonne
Certaines serviettes de bains contiennent de la rayonne, un textile fabriqué à partir de cellulose de bois.

Celle-ci confère au tissu une texture douce, absorbante et confortable, semblable à de la soie. En traitant la cellulose, on obtient une matière d’une extraordinaire viscosité : la viscose. La rayonne est fabriquée avec ces fils de viscose.

Une concurrence à la soie
C’est en 1884 que le comte Chardonnet et Auguste Delubrac inventent la « soie artificielle ». La viscose est brevetée en 1892 par Cross, Bevan et Beadle. En 1936, la rayonne avait une place importante dans l’économie mondiale. Sa production atteignait 460 000 tonnes contre 50 000 tonnes pour la soie. Après 1950, elle a été à son tour concurrencée par les textiles synthétiques comme le nylon.

Coussin_ASDBLes explosifs des coussins gonflables

Traitée à l’acide nitrique et à l’acide sulfurique, la cellulose devient de la nitrocellulose.
C’est un explosif fulminant, c’est-à-dire qu’il dégage beaucoup de gaz lors de sa combustion. On l’appelle aussi fulmicoton. Utilisée pendant un temps, puis détrônée par la dynamite, la nitrocellulose est un explosif de faible puissance. C’est pourquoi on la trouve encore de nos jours dans certains modèles de coussins de sécurité gonflables. Lorsd’une collision, une décharge met le feu à la nitrocellulose qui dégage un gaz pour gonfler le coussin instantanément.

« Cette matière [la cellulose], combinée à de l’acide azotique à froid, se transforme en une substance éminemment combustible, éminemment explosive. »
– Impey Barbicane, personnage du roman de Jules Verne De la Terre à la Lune (1865), proposant la nitrocellulose pour propulser un obus jusque sur la Lune.

Pingpong_ASDBLes balles de ping-pong

Les balles de ping-pong sont fabriquées avec un produit issu du bois : le celluloïd.

Il s’agit d’un mélange d’environ 70 % de nitrocellulose et de 30 % de camphre, un composé organique issu d’un arbre, le camphrier. Le celluloïd a l’avantage d’être facile à mouler et à former. Il permet aux balles de ping-pong de bien rebondir.
En 1856, la première matière plastique produite par l’homme voit le jour. Après plusieurs modifications, elle prend le nom de celluloïd dans les années 1870. Elle est utilisée à l’époque dans la fabrication des pellicules de film et comme substitut à l’ivoire pour la confection de boules de billard.