Bois échauffé

Apprendre aux champignons à écrire

11 nov. 2021 | AMANDA CARACAS
Le bois échauffé est un matériau très recherché dans l'industrie du meuble haut de gamme. Grâce à un nouveau procédé, les scientifiques de l'Empa ont réussi à contrôler la propagation des champignons dans les essences de bois indigènes pour créer des tableaux de bois marbré très élaborés - et ont même appris aux champignons à écrire quelques mots.
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Une horloge d'un mètre de diamètre fabriquée en bois de frêne, de hêtre et d'érable échauffé à l'aide du champi-gnon de pourriture à chair molle Kretzschmaria deusta. Le bois a été fabriqué dans des conditions contrôlées et est orné de lignes de démarcation sombres - un spécimen unique créé par le partenaire industriel de l'Empa, Koster Holzwelten AG. Image : Empa
De fines lignes noires s'étendent élégamment sur le cadran de l'horloge en bois pâle à grain fin de frêne, de hêtre et d'érable. Bien que ce motif complexe évoque une image de sérénité, il est en fait le résultat d'une lutte vigoureuse. Les lignes marquent les limites où différentes cultures de champignons se sont affrontées et se sont battues pour le territoire et les ressources du bois. En repoussant leur adversaire, les fils fins de la communauté fongique protègent non seulement leur colonie, mais empêchent également les bactéries et les insectes de pénétrer dans leur domaine. De plus, cette stratégie de défense assure une quantité idéale d'humidité dans l'habitat en bois, permettant au champignon de se développer.
Contrôler le champignon - contrôler l'œuvre d'art
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Grâce à un procédé spécialement mis au point, l'équipe de Francis Schwarze a réussi à contrôler le processus d'échauffement de divers champignons, créant ainsi des motifs dans le bois colonisé, comme un coucher de soleil. Image : Empa

Dans la nature, l'un des rôles des champignons est de provoquer la décomposition du bois - et bien que ce processus naturel puisse sembler basique, il est en fait assez spectaculaire. Chaque morceau de bois en décomposition présente un motif unique de couleurs et de lignes, illustrant avec art la synchronisation de la vie et de la mort. Cette caractéristique a fait du bois pourri une ressource recherchée depuis des milliers d'années, notamment pour la fabrication de meubles. Cependant, le bois pourri obtenu naturellement sur le sol des forêts peut mettre plusieurs années à développer des motifs induits par les champignons, et il n'y a aucune garantie que la qualité du bois sera suffisante pour sa transformation en un article fonctionnel. Des chercheurs de l'Empa du laboratoire Cellulose & Wood Materials, sous la direction de Francis Schwarze, ont développé une technologie permettant de traiter spécifiquement des bois feuillus indigènes tels que le frêne, le hêtre et l'érable avec des cultures fongiques de manière à pouvoir contrôler les motifs dans le bois tout en conservant la stabilité et la forme du bois.

De nouvelles méthodes pour la transformation du bois
L'équipe de Francis Schwarze a identifié plusieurs champignons poussant dans la nature et les a analysés en laboratoire pour sélectionner ceux qui présentent les meilleures propriétés comme agents de finition du bois. Selon la combinaison des espèces de champignons, des lignes sombres causées par le pigment mélanine sont apparues dans le bois. La mélanine est hydrofuge, antimicrobienne et protège le champignon de ses concurrents naturels, par exemple les bactéries. Les chercheurs ont même pu contrôler les motifs dans le bois en fonction du type de champignon utilisé, ce qui a donné des résultats différents ; certaines lignes étaient brouillées, d'autres presque géométriquement parfaites. Enfin, l'équipe a même pu "apprendre" aux champignons à écrire des mots - une première mondiale.
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En haut à gauche : L'eau liée est contenue dans les cellules du bois ; en haut à droite : L'eau libre existe dans les lumières (espaces) cellulaires entre les cellules du bois. En séchant, l'eau libre s'évapore en premier, puis l'eau liée. La stabilité dimensionnelle ne change que lorsque l'eau liée est perdue. En bas : Au point de saturation des fibres (PSF), le bois atteint la quantité maximale possible d'eau liée. Note : OD = Oven Dry, KD = Typical Kiln Dried, AD = Air Dry.

Si le champignon peut être contrôlé pour obtenir le résultat artistique souhaité, le résultat du processus est également dû à la recherche dans le domaine du traitement du bois. La plupart des champignons ne peuvent coloniser et dégrader le bois que lorsque la fibre est saturée, c'est-à-dire lorsque l'humidité du bois est supérieure à 28-33 %. Dans ce cas, l'eau librement disponible est présente à l'intérieur des cellules, ce qui est essentiel pour la croissance de la plupart des espèces de champignons. L'avantage des champignons utilisés est qu'ils peuvent coloniser le bois même à une faible humidité du bois de 20 %, car ils pénètrent dans les parois cellulaires en l'absence d'eau et utilisent l'eau liée pour leur croissance. Ainsi, ces espèces de champignons deviennent plus compétitives et le risque de contamination est fortement réduit. Un autre avantage est qu'après le traitement fongique, l'humidité du bois est très faible, ce qui permet de réduire la quantité d'énergie nécessaire au séchage du bois.

L'optimisation des propriétés du bois à l'aide de champignons est le thème de recherche du scientifique Francis Schwarze de l'Empa. Son groupe se concentre sur le développement d'un procédé industriel pour l' échauffement du bois dans des applications de meubles de grande valeur. Ce projet est motivé par deux raisons : d'une part, il s'agit de répondre à une forte demande de bois échauffé sur le marché des meubles haut de gamme. L'autre est que le bois d'arbres favorables à l'échauffement sont normalement brûlées comme bois d'énergie en Suisse.

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La pratique rend parfait : Tout comme les élèves de première année, le champignon est encore un peu hésitant lorsqu'il s'agit d'écrire certaines lettres. La chercheuse de l'Empa Tine Kalac a réussi à "apprendre" aux champi-gnons à écrire sur du bois pour la première fois. Image : Empa

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