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PROCEDE AMELIORE D'ASSEMBLAGE PAR FRICTION MECANIQUE Imprimer
 16 février 2012

Procédé amélioré d’assemblage par friction mécanique de pièces en bois ayant un joint plus résistant à l’eau

 

Contexte
La jonction mécanique de matériaux en bois s’effectue par divers procédés physiques (pièces de jonction) ou chimiques (colle), ces derniers étant limités par l’emploi de composés dérivés du pétrole et/ou présentant une certaine toxicité, et générateurs de pollution. Par ailleurs, ces procédés d’assemblage présentent certaines limites, notamment en termes d’imperméabilité du joint réalisé.

 

 

Il est donc important de développer de nouveaux procédés faciles à mettre en oeuvre, de moindre coût, plus écologiques pour des applications concernant l’industrie du bois (travail des pièces en bois ou en matériau lignocellulosique (aggloméré, pressé, feuilleté, latté, etc.)), et plus particulièrement pour les professionnels de l’assemblage de matériaux en contact avec l’extérieur, l’eau, un milieu humide ou comprenant des solvants.

 

Description de l’innovation et applications industrielles
Une équipe de recherche pluridisciplinaire a récemment développé un procédé d’assemblage de pièces en matériau ligno-cellulosique original. Il s’agit d’appliquer un composé de soudure naturel, non-toxique, abondant, respectueux de l’environnement et peu onéreux, sur l’une ou les deux faces des pièces à assembler, puis de réaliser une soudure par friction mécanique. Ce composé n’est pas un liant, le soudage impliquant exclusivement du bois. Les scientifiques ont mis en oeuvre et exemplifié leur invention, d’une part en soudant entre elles deux lames de bois par friction mécanique linéaire, et d’autre part en soudant par friction mécanique rotative un tourillon dans une pièce réceptrice en bois pré-percée.
En termes de résistance mécanique, le joint ainsi produit après application de la composition de soudure spécifique est comparable à celle du joint obtenu par friction mécanique seule. Par ailleurs, il a été démontré que l’immersion de ces nouveaux assemblages dans l’eau n’altère pas la propriété d’imperméabilité du joint, une caractéristique originale de cette invention. Bien au contraire, la méthode de soudage de pièces de bois par friction mécanique avec enduction préalable de la surface de contact d’au moins une des pièces de bois avec une composition de soudure spécifique permet d’accroître considérablement la résistance à l’eau des joints de soudure de l’assemblage de pièces de bois. Le procédé de l’invention améliore aussi plus particulièrement les propriétés de résistance à l’eau des joints de soudure par tourillon, qui sont déjà très supérieures à celles des joints de soudure par friction mécanique linéaire, du fait de la géométrie du joint de soudure lui-même.

 

Par la suite, des analyses par micro-densitométrie aux rayons X ont permis de mesurer la densité d’échantillons d’assemblage obtenus par friction mécanique linéaire. Il a été observé que la zone de densité la plus élevée autour de la ligne de soudure était plus large après la mise en oeuvre du nouveau procédé que celle observée lorsque l’étape de soudage par friction mécanique linéaire était réalisée sans enduction
préalable des surfaces de contact des pièces de bois par une composition de soudure. Par ailleurs, l’analyse par solid-phase CP-MAS (Cross Polarisation - Magic Angle Spinning) 13C-NMR des interfaces soudées avec la composition de soudure a montré une accumulation de lignine sur la zone de soudure.

 

Les avantages de cette nouvelle méthode de soudage 100% bois sont la robustesse, l’imperméabilité, La rapidité (quelques secondes seulement !), le coût et l’impact écologique réduits. Le composé utilisé est peu couteux, non-toxique, biosourcé, abondant, respectueux de l’environnement, sans être un liant. Les applications industrielles concerne l’industrie du bois et des matériaux lignocellulosiques, et plus
particulièrement la construction, le génie civil, l’ameublement. A titre d’exemples on peut citer la construction de bâtis, charpentes, panneaux de bois, tonneaux, cercueils, meubles, etc.

 

Pour tous renseignements complémentaires, merci de contacter :

Enterprise Europe Network Lorraine

Arnaud LALLEMENT, Chargé d'Affaires Innovation & Partenariats

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