La photodégradation des superficie du bois par les rayons ultraviolets.Causes et solutions.
Botaniquement parlant, le bois est la partie solide qui se trouve sous la peau des tiges ligneuses, sous forme de tissu vasculaire.
Composition chimique du bois
Les principaux composants chimiques du bois sont les suivants:
| Cellulose | 50% |
| Lignine | 30% |
| Produits organiques variés | 20% |
100% |
Les deux premiers, colluloses et lignine, forment la quasi totalité des parois des fibres ligneuses et composent à la fois, le reste des parois des cellules, avec 20% des produits organiques, divisés selon le modèle suivant:
| Substances de réserve | Amidon, sucres, graisses, tanins y substances albuminoïdes |
| Substances de sécrétion | Huiles essentielles, substances colorantes, sels minéraux, cires et résines. |
Le bois, tout comme les liants et les autres substances organiques qui interviennent dans la préparation des peintures et des laques, peuvent subir des altérations de ses propriétés et caractéristiques dues, étant soumis à l’action du soleil, de l’oxygène de l’air et d’autres facteurs climatiques comme la température, l’humidité ou la pluie.
Comme résultat de ces altérations, des ruptures de chaînes moléculaires peuvent se modifier, il peut se produire des réticulations entre elles ou une dépolymérisation ( par exemple en substance plastiques). Il peut se produire aussi la formation de double liaisons ainsi que l’apparition de nouveaux groupes chimiques.
Ces changements de structure se traduisent par un changement de propriétés générales et en particulier un changement de couleur qui limite de manière considérable la durée de vie des surfaces citées auparavant. Dans le cas du bois utilisé pour des zones intérieures, le changement de couleur produit durant le vieillissement est la principale cause de la dégradation du bois.
CONCEPTS TECHNIQUES
Le Soleil envoit à la Terre une radiation énergétique de spectre continu. Par convention, on distingue dans ce spectre différents types de radiations qui se différencient basiquement par leur longueur d’onde et par l’énergie de leurs photons.
Spectre solaire
Longueur d’onde (l ) en nm
10-3 |
100 |
400 |
780 |
106 |
|
|
|
Radiation ultra-violet |
|
infra-rouge(IR) |
Radiation
de haute fréquence |
Fig. 1 spectre solaire
La radiation globale comprend:
53% IR (Infra-rouge) - 780 / 1.480
43% Lumière visible - 400 / 780
4-6% UV (Ultra-violet) - 290 / 400
La radiation d’ultra-violets extraterrestres qui arrive de l’espace s’affaiblit lors de son passage à travers l’atmosphère, grâce à leur absorption par la vapeur d’eau, la couche d’ozone et l’oxygène. Grâce à l’action de ces trois éléments, seule la moitié de la radiation arrive à la surface de la Terre.
La partie ultra-violette de la radiation solaire est la principale cause de la dégradation subies par les superficies du bois et par les produits qu’on y applique.
Désignation |
Longueur d’onde (nanomètres) |
Caractéristiques |
UV-A |
400 - 315 nm. |
Peut causer des dégradations sur des polymères. Il est inoffensif pour les humains. |
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Responsable de la plupart des dommages sur les polymères. Cause des brûlures sur les humains. Est absorbé par la vitre d’une fenêtre. |
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N’atteind pas la Terre. Il se trouve seulement dans l’espace extérieur. |
Fig. 2 Capacité photochimique relative
REACTIONS DE PHOTODÉGRADATION DU BOIS
Le changement de couleur du bois est basiquement une réaction de surface. La pénétration de la lumière dans les couches du bois est inférieure à 75 microns, quand il s’agit de la lumière UV et de 200 microns quand il s’agit de la lumière visible. Cependant, le changement de couleur peut affecter plus profondément par les réactions dérivées de la dégradation, ceci se traduisant par une perte de brillance et une augmentation de la rugosité en surface. La photochimie ****de la lignine n’est pas du tout connue même si on accepte le fait que les fenoxi, sont les intermédiaires principaux qui dérivent en structures quinonas en orto, responsables du jaunissement de la lignine et par conséquent du bois.
Comme on a vu précédemment, le bois, en tant que substance organique, subit une photodégradation et une photooxydation causées par les rayons uv, responsable de l’indésirable changement de couleur et de propriétés. Les revêtements appliqués sur le bois, en général des vernis, ne sont pas exclus de cette dégradations.L’action de cete dégradation a pour résultats visibles :
L’utilisation de filtres uv peut améliorer sensiblement ces propriétés.
Ces substances sont connus pour absorber efficacement dans la zone de sensibilité maximale des polymères en question et pour être eux-même très stables à la lumière
De cette façon on protège du même coup la couche ( ou les couches )de vernis employé et le substrat ( le bois ), évitant les phénomènes indésirables précédemment cités en prlongeant ainsi, la longévité des surfaces.
¿Quand doit-on employer un filtre UV?
Comme il a été vu précédemment, l’ajout des absorbants uv a une influence sur les propriétés des surfaces vernies, prolongeant leur longévité. Il est particulièrement recommandé d’employer ces produits dans les cas suivants : casos;
Information relationnée:
Alafit UV abs XP-013 Feuille technique nº IT-4.123 DT-8
Bibliographie
Docum. III journées techniques nationales pour la finition des surfaces en bois.Tehnologie de revêtement des superfities. H. Parker 1.965 Univ. Wayne Detroit, Michigan.
Articles publiés entre 1995 y 1997 en European Coating journal.