La chimie verte pour imperméabiliser le bois

Le bois est l’avenir: il repousse et fixe le CO₂. Il est à la base de différents matériaux et matériaux de construction. Il est recyclable et valorisable thermiquement. «Bref, il est génial», résume Arnaud Schöni, collaborateur scientifique à l’Institute for Applied Laser, Photonics and Surface Technologies ALPS de la BFH-TI, qui n’émet qu’une seule réserve: «Le bois absorbe l’eau, et c’est un problème.» L’humidité altère sa structure et favorise les moisissures et la pourriture. Certes, il existe depuis longtemps des méthodes très efficaces conférant au bois des propriétés hydrofuges, mais le traitement au moyen de matières plastiques, de polymères ou de produits chimiques fluorés pose des problèmes, car ceux-ci ne se dégradent pratiquement plus. Le groupe des PFAS (substances per- et polyfluoroalkylées), notamment, contamine massivement l’environnement. Ce n’est pas pour rien qu’on les surnomme «polluants éternels»…

Une alternative qui pourrait changer la donne

Arnaud Schöni travaille sur un procédé alternatif qui ne présente aucun risque écologique et qui pourrait ouvrir de nouvelles perspectives: le revêtement de surface superhydrophobe sans fluor. Dans son projet «VAAKA», il traite le bois au moyen d’un matériau de base biosourcé dérivé d’un déchet de l’industrie papetière, auquel il ajoute différents produits chimiques dégradables. Alors que le matériau de base imprègne durablement le bois, les produits chimiques s’évaporent, peuvent être récupérés et réutilisés. Ce traitement modifie les microstructures et les nanostructures de la surface du bois et donc l’énergie de surface, ce qui permet d’empêcher les gouttes d’eau de se propager et de pénétrer dans le matériau. De petites boules déperlantes se forment à la surface, ce qui réplique un phénomène connu également observable sur la fleur de lotus, dont les feuilles ne sont jamais mouillées par la pluie.

Des signaux encourageants de l’industrie

L’idée de miser sur la chimie verte pour créer une structure de surface hydrofuge sur le bois est venue à Arnaud Schöni lorsqu’il était assistant à l’ALPS en 2023. «La BFH m’a toujours encouragé à rendre le procédé commercialisable», raconte Arnaud Schöni. Avec le soutien de CoBooster, de l’Académie suisse des Sciences et de la formation pour startups d’Innosuisse, il a pu développer son projet et sonder le marché. La demande est encourageante: des partenaires industriels potentiels ont fait état d’un intérêt de principe, dans la mesure où un tel traitement de surface peut être appliqué à un cout ne dépassant pas trois francs par mètre carré.

Le vent en poupe grâce à «First Ventures»

L’écho positif de l’industrie de transformation du bois a permis au jeune chercheur de décrocher un nouveau financement: la Fondation Gebert Rüf le soutient actuellement à hauteur de 50’000 CHF dans le cadre de son programme «First Ventures», une contribution qui lui permet de poursuivre sa recherche de partenaires industriels. Ce programme permet en outre de demander une subvention supplémentaire pouvant se monter jusqu’à 100’000 CHF, à condition que les objectifs définis pour octobre 2026 soient atteints. Arnaud Schöni a également déposé des demandes auprès d’autres programmes de promotion de la recherche et de l’innovation. Ces fonds supplémentaires seraient destinés à embaucher du personnel pour son projet.

Tests supplémentaires requis

En effet, le travail de recherche et de test est loin d’être terminé. Quelle est la stabilité de l’effet hydrofuge à long terme? Quelle est la résistance du revêtement à l’abrasion, aux rayons UV du soleil et au gel? Pour répondre à ces questions et à bien d’autres encore, des séries de tests à grande échelle sont incontournables. Arnaud Schöni entend ainsi découvrir comment l’association de différentes compositions des produits chimiques au matériau de base influence les propriétés superhydrophobes de la surface. Un partenaire industriel potentiel lui a notamment soumis une longue liste d’exigences à satisfaire. Remplir l’ensemble des critères n’est pas garanti: «Il faut se préparer à tout, même à l’échec.»

Objectif à long terme: fonder une entreprise

Arnaud Schöni se dit très satisfait de l’environnement que lui offre la BFH-TI pour faire avancer son travail de recherche et de développement axé sur la pratique. Selon lui, il est encore trop tôt pour créer une startup, voire – dans un premier temps – une spin-off au sein des infrastructures de la BFH. Il faut d’abord une demande concrète du marché pour sa méthode, ajoute-t-il. Si la création d’une entreprise devait se concrétiser, il serait confronté à de nouveaux défis: «J’ai bien suivi des cours d’entrepreneuriat, mais si je devais fonder une entreprise, il me faudrait le concours d’un expert disposant des connaissances requises. Moi, je suis plutôt l’ingénieur spécialisé dans les questions techniques.»

S’investir pour plus de durabilité

Comme pour un grand nombre d’ingénieur‑e‑s de sa génération, Arnaud Schöni accorde une importance considérable à la durabilité: «Tout ce qui est faisable n’est pas forcément bon pour l’environnement. Nous devons réfléchir sans relâche aux conséquences de nos actions ou de l’utilisation de certains matériaux.» Si le revêtement superhydrophobe sans fluor pour le bois est un succès, la pollution de l’environnement par les PFAS pourrait être freinée et la position du bois en tant que matériau durable consolidée.