Installations de préservation du bois, recommandations techniques de 2013 : chapitre 1

1. Nécessité de la préservation du bois

1.1 Introduction

La préservation du bois s'effectue par imprégnation, sous pression ou par procédé thermique, de substances chimiques dans le bois à une profondeur garantissant une résistance à long terme à l'attaque des champignons, des insectes ou des xylophages marins. En prolongeant la durée du bois dans l'emploi auquel il est destiné, la préservation permet de réduire la coupe des ressources forestières, de réduire les coûts d'exploitation d'entreprises comme les services publics et les sociétés de chemin de fer, et de garantir des conditions sécuritaires de travail lorsque le bois est utilisé pour les échafaudages et d’autres charpentes. En plus des applications industrielles et commerciales, une partie importante de la production de bois traité est utilisée pour la construction résidentielle afin de protéger la valeur des investissements des propriétaires et d'offrir une aire de séjour extérieure - une partie essentielle de la vie canadienne.

Les principales substances chimiques utilisées au Canada pour la préservation du bois sont :

• les solutions aqueuses d'arsenic, de cuivre et de chrome, de borate, ou de cuivre, combinés avec des pesticides organiques;
• le pentachlorophénol, dans de l'huile de pétrole;
• la créosote et les mélanges créosote-huile de pétrole.

1.2 Détérioration du bois

Une fois extrait de la forêt, le bois coupé est sujet à plusieurs types de détérioration. Les champignons et les insectes responsables de la dégradation du bois réduisent grandement l'utilité du bois coupé et des autres produits de la forêt, s'ils ne sont pas protégés. La dégradation réduit le bois à ses composants de base, soit le CO₂ et l'eau. Ce processus peut survenir assez rapidement, dépendemment des conditions d'exposition. À titre d'exemple, il a été observé que des poteaux de pin rouge non traités sont utilisables seulement pendant 4,5 ans, alors que les poteaux traités à la créosote durent entre 40 et 48 ans, dans les mêmes conditions (1). De même, les traverses de chemin de fer non traitées auraient, en Amérique du Nord, une durée de vie moyenne de cinq ans, tandis que les traverses traitées en conditions normales d'utilisation durent plus de 30 ans. Le bois doit aussi être protégé contre les xylophages. Par exemple, les termites sont responsables de dommages importants au bois pendant son entreposage et son utilisation dans le sud de l'Ontario et sur la côte du Pacifique. Des structures marines non traitées, tels les pilotis des quais construits le long des côtes de l'Amérique du Nord, peuvent être détruites par des xylophages marins en moins d'une année. Par contre, il a été rapporté que des structures de bois adéquatement traitées placées dans des eaux marines ont une durée de 30 à 45 ans (2).

Les champignons sont les principaux ennemis du bois et les agents destructeurs du bois ayant la plus grande incidence sur le commerce. La croissance des champignons dépend de la température, de la teneur en oxygène, du degré d'humidité du bois et de l'essence d’arbre. Les produits du bois comme le bois de construction, les traverses de chemin de fer, les poutres servant à la construction de ponts, les piquets de clôture et les poteaux des services publics, sont habituellement en contact direct avec le sol humide ou sont situés dans des endroits où l'humidité s'accumule et ne peut pas s'évaporer facilement. En l'absence d'une méthode pratique permettant de contrôler le degré d'humidité, la teneur en oxygène ou la température, les solutions pour la protection de tels produits se limitent à l'application de substances anticryptogamiques qui empêchent la croissance des champignons en rendant le bois impropre comme nourriture. Parallèlement, ces substances peuvent protéger le bois contre d'autres organismes qui s'attaquent au bois tels que les insectes et les xylophages marins.

1.3 Produits chimiques de préservation du bois

L'histoire de la préservation du bois au moyen de substances chimiques peut remonter aussi loin que 4 000 ans, soit à l'époque où il semblerait que les Égyptiens se servaient de bitume pour traiter les chevilles de bois servant à l'assemblage de la maçonnerie des temples (3). Sous l'Empire romain, le goudron, l'huile de lin, l'huile de cèdre et des mélanges d'ail et de vinaigre servaient à la préservation des statues de bois. Le brûlage des surfaces en bois et le trempage dans la saumure, l'alun, l'arsenic ou des sels de cuivre étaient d'autres méthodes employées à l'époque romaine et au Moyen-Âge (4). Des recherches pour trouver d'autres agents de préservation du bois ont été signalées vers la fin des années 1600. Les efforts déployés se sont accrus au cours des années 1800, lorsque des considérations économiques, entraînées par le besoin de durabilité des bateaux en bois et des traverses et tréteaux de chemin de fer, ont stimulé les recherches vers des agents de préservation et des méthodes d'application efficaces (5). Un exposé sur les nombreuses substances et formulations chimiques utilisées par le passé peut être consulté dans les références mentionnées ci-dessus et dans des ouvrages comme ceux de Hunt et Garratt (6) et de Wilkinson (7).

La créosote et le procédé à cellules pleines sont utilisés depuis le début des années 1800, alors que les procédés à cellules vides ont vu le jour dans la première décennie du XX^e siècle. Les agents de préservation à base de pentachlorophénol et d'arsenic en solution aqueuse ont pris une importance commerciale au Canada au cours des années 1950 et 1970, respectivement. La recherche actuelle a non seulement permis de modifier les formulations et les techniques de traitement existantes, mais également de mettre au point de nouveaux produits chimiques de préservation. Le retrait volontaire de l'ACC des marchés résidentiels en 2003 a stimulé le lancement de nouveaux agents de préservation organométalliques, soit le cuivre alcalin quaternaire (CAQ) et l'azole cuivre (CA-B).

Le choix des agents de préservation dépend de l'espèce à traiter, de l'emploi auquel il est destiné et des propriétés de la substance ou de la formulation chimique. Les agents de préservation du bois doivent posséder les caractéristiques suivantes :

• protéger contre les organismes qui attaquent le bois;
• pénétrer le bois;
• imprégner le bois pendant toute la durée prévue de son utilisation;
• avoir une stabilité chimique;
• pouvoir être manutentionnés de façon sécuritaire;
• être économiques à l'usage;
• ne pas affaiblir la résistance du bois;
• n'entraîner aucune variation importante des dimensions du bois.

Parmi les autres facteurs déterminant le choix des formulations ou des agents de préservation du bois, mentionnons la résistance au feu, la couleur ou l'odeur, l'applicabilité au pinceau, le pouvoir corrodant, la conductivité électrique et les considérations environnementales.

Au Canada, on se sert principalement des substances ou des préparations chimiques de préservation suivantes :

Formule à base d’eau pour utilisation résidentielle :

• CAQ (cuivre alcalin quaternaire) - Les principaux produits traités au CAQ sont le bois d'œuvre utilisé pour les terrasses et les clôtures dans la construction résidentielle.
• CA-B (azole cuivre) - Les principaux produits traités au CA-B sont le bois d'œuvre utilisé pour les terrasses et les clôtures dans la construction résidentielle.
• Borates - Les usages touchent les éléments en bois dans les applications intérieures.

Formule à base d’eau pour utilisation industrielle et commerciale :

• ACC (arséniate de cuivre et de chrome) - Les principaux produits traités à l'ACC sont les poteaux de clôture, le bois ou contreplaqué utilisé dans les fondations, les poteaux des services publics et le bois de construction.
• ACZA(arséniate de cuivre et de zinc ammoniacal). Les principaux produits traités à l'ACZA sont les poutres utilisées dans les structures marines et le bois de construction. Au moment de la publication du présent document, cet agent de préservation n'était pas utilisé au Canada.

Formule à base d’huile pour utilisation industrielle et commerciale :

• PCP (pentachlorophénol) - Les principaux produits traités au PCP sont les poteaux des services publics et les traverses de poteaux.
• Créosote - Ce produit sert principalement au traitement des traverses de chemin de fer, des poteaux des services publics destinés à l'exportation, ainsi que des pilots et du bois d'œuvre pour les constructions maritimes.

La mise au point d'autres produits chimiques pour la préservation du bois fait l'objet de recherches continues. L'utilisation de substances chimiques de remplacement dépend de l'évaluation de leur sécurité et de l'industrie, ainsi que de leur autorisation conformément à la Loi sur les produits antiparasitaires, dont l'application relève de l'Agence de réglementation de la lutte antiparasitaire, de Santé Canada.

1.4 Importance économique de la préservation du bois

En 2010, les ventes totales de produits de bois traités (industriels et résidentiels) réalisées par l'industrie canadienne de la préservation du bois ont été de 874 millions de dollars canadiens (8). Des études menées dans des conditions contrôlées ont montré que la préservation augmente la durée de vie du bois par des facteurs allant de 5 à 10, ou plus, selon l'espèce, l'utilisation et l'efficacité du traitement. Ces résultats soulignent l'importante contribution de l'industrie de la préservation du bois à la conservation des forêts (9).

Le remplacement du bois traité dans les applications industrielles (à l'exclusion de l'application résidentielle) par d'autres matériaux tels que l'acier, le béton ou les plastiques, entraînerait une augmentation des coûts en matériaux pour les utilisateurs.