[MATERIAU] – Le point sur le Bois, l’Aluminium et le PVC

Il existe de nombreux matériaux pour concevoir des menuiseries. Quand on pense fenêtres, les principaux qui viennent à l’esprit sont :

  • le bois
  • l’aluminium
  • le PVC
  • un mix de plusieurs matériaux : bois/alu ou PVC/alu et même bois/PVC/alu !

Chacun d’entre eux a des propriétés et qualités différentes, mais aussi ses propres avantages et inconvénients. Ainsi, la meilleure option est de choisir une menuiserie en fonction des besoins en performances de son logement, de son mode de vie, de ses goûts et de son budget.

Bois, Aluminium ou PVC ?

 

Historique des différents matériaux

Le bois est un matériau présent naturellement sur terre. C’est également, à condition de le replanter, un matériau renouvelable. Il faut compter entre 30 et 80 ans pour produire un arbre dont le bois sera exploitable en menuiserie.

Le polychlorure de vinyle (PVC) a été découvert en 1835 par un physicien français, Henri Victor Regnault.

Peu de temps avant, un autre ingénieur français ,Pierre Berthier, analysait un minerai des environs des Baux-de-Provence et identifiait une forte teneur en alumine (ou terre d’alun). De ce minerai rouge, appelé aussi bauxite, un autre chimiste français, Henri Sainte-Claire Deville extraira en 1854, par un procédé chimique de l’aluminium.

Dès la fin du 19 ième siècle, l’aluminium sera produit chimiquement à partir de la bauxite, en dissolvant de l’alumine dans un bain de cryolithe et en décomposant ce mélange par électrolyse. Ce nouveau procédé a permis la réduction des coûts de production et donc son usage à une échelle plus importante.

Au début du 20éme siècle, c’est donc le démarrage de son industrialisation. Cette industrialisation s’effectue en parallèle de celle du PVC.

Rapidement, au niveau des usages, l’aluminium s’impose face à l’acier et au bois tandis que le PVC gagne du terrain face au caoutchouc naturel et à la bakélite.

Par la suite, de nombreuses applications vont marier ces 2 matériaux : l’automobile, le bâtiment, l’aéronautique, les câbles électriques, les meubles et même le médical : l’aluminium en tant que conducteur électrique, dissipateur thermique ou rigidifiant, le PVC en tant qu’isolant électrique, thermique ou comme couche de protection.

Le PVC et l’aluminium ont donc une histoire commune et s’inscrivent dans les grandes découvertes du 19 ème siècle et les grandes applications industrielles du 20 ème.

 

Provenance et fabrication

L’aluminium :

Qu’est ce que l’aluminium ?

L’aluminium – sous sa forme naturelle, la bauxite – constitue 8% de la masse de l’écorce terrestre. On en extrait dans plusieurs endroits du globe : l’Australie est leader de l’extraction, juste devant la Chine, la Guinée, et le Brésil. La Guinée abrite quant à elle plus du quart des réserves mondiales connues de bauxite.

Ce minerai contient entre 40 et 60 % d’oxyde d’aluminium hydraté, mélangé à de la silice et à de l’oxyde de fer.

Pour en extraire l’aluminium, la bauxite est “attaquée” par de la soude, à haute température et sous forte pression.

Encore un point commun avec le PVC, car la soude est l’autre composant, avec le chlore, qui est issu de l’électrolyse du sel !

On récupère ainsi une poudre blanche, l’alumine. L’essentiel de l’alumine (environ 90%) est utilisé pour produire le métal aluminium en la versant dans un bain de cryolite et de divers sels, porté à 960°C, afin d’être parfaitement dissoute.

La cuve est ensuite traversée par un courant électrique de haute intensité (procédé d’électrolyse) qui provoque le dépôt de l’aluminium au fond de la cuve. Il est ensuite prélevé par siphonnage et conduit en fonderie pour être traité et mis en forme.

Comment est-il fabriqué ?

Aujourd’hui, c’est la Chine qui est le premier producteur d’Aluminium de fonderie au monde devant la Russie, l’Inde et le Canada.

La France dispose quant à elle de la dernière et de la plus moderne des usines construites en Europe, en lien avec le programme nucléaire français. En effet, à cause de la quantité d’énergie nécessaire à la production d’aluminium, il est devenu très important de disposer de ressources électriques importantes et si possible décarbonées.

On est ensuite capable de créer différents alliages à base d’aluminium pour accroître sa résistance à l’aide éléments ajoutés tels que magnésium, silicium, manganèse, cuivre, fer, etc.

Ces ajouts permettre à l’aluminium d’acquérir ses futures propriétés (mécaniques, mise en forme, résistance à la corrosion, etc.) selon les caractéristiques que l’on souhaite donner à l’aluminium.

Enfin, pour éviter la corrosion et en assurer la finition, l’aluminium est ensuite souvent anodisé ou thermo-laqué.

 

profilé aluminium

Que devient-il après usage ?

En fin de vie, l’aluminium peut être fondu pour être recyclé. Pour cela, il doit être trié par qualité d’alliage et débarrassé des traitements. Il est ainsi réutilisable autant de fois que souhaité.

Néanmoins pour y parvenir, il faut identifier les provenances des déchets et de les trier. En effet, il n’est pas possible de produire de l’aluminium de qualité bâtiment avec n’importe quels déchets en aluminium.

 

Le bois :

Quelles essences de bois utilise t-on en menuiserie ?

Pour la menuiserie extérieure, on utilise actuellement, majoritairement, des bois exotiques tels que l’eucalyptus, l’iroko, le méranti, le tauari.

Ces essences sont utilisées pour leur durabilité naturellement exemplaire, leur résistante et leur densité.

De plus en plus d’exploitations exotiques sont écogérées (PEFC/FSC) afin de limiter la déforestation, néanmoins la demande reste très forte – tandis que les ressources sont limitées.

Face à cette difficulté d’approvisionnement combinée aux impacts et coûts environnementaux, les industriels Français s’orientent de plus en plus vers des bois de production locale « dit indigène » comme le pin, le chêne ou le douglas.

 

Comment est-il préparé pour servir de menuiserie ?

Après transformation,  les bois doivent recevoir un traitement chimique pour conserver leur aspect et assurer leur durabilité face aux UV, aux agressions atmosphériques, aux insectes et aux champignons.

Ce traitement est fonction de l’essence et certaines d’entre elles nécessitent des traitements plus ou moins importants et donc impactant pour l’environnement.

Ce dernier doit être renouvelé régulièrement une fois le produit mis en œuvre pour s’assurer de sa durabilité.

bois

Que devient-il après usage ?

En fin de vie, le bois peut être recyclé soit par réemploi notamment dans des meubles (panneaux de particules), soit transformé en énergie par incinération.

Cette incinération ou ce réemploi doit se faire dans des conditions spécifiques pour les produits traités qui peuvent contenir des composants extrêmement sensibles.

 

Le PVC (Polychlorure de Vinyle):

Qu’est ce que le PVC ?

Les résines PVC « modernes » sont aujourd’hui un thermoplastique constitué de 57 % de chlore et de 43 % de carbone à base d’éthylène.

Actuellement, la production de PVC se répartit comme suit sur la planète :

  • 54 % en Asie du Nord Est (essentiellement en Chine),
  • 17 % en Amérique du Nord
  • 11% en Europe de l’Ouest

Le chlore, qui sert à la production du PVC, est obtenu – comme la soude qui sert à la production de l’aluminium – par électrolyse du sel (Chlorure de Sodium) dont les ressources sont inépuisables et facilement disponibles.

Ce minéral est  l’ingrédient naturel majoritaire de la résine PVC. Le chlorure de sodium ou « sel » est disponible en quantité quasi-illimitée  (sel gemme ou sel contenu dans l’eau de mer). C’est l’un des minéraux les plus abondants de la planète.

Le carbone utilisé dans la production du PVC provient actuellement essentiellement du pétrole par l’intermédiaire de l’éthylène.

Cet éthylène est majoritairement un déchet issu du raffinage du pétrole. Mais il peut être issu du gaz ou même être produit naturellement, par biosynthèse à partir de la méthionine, par divers fruits, légumes et fleurs.

L’usage d’éthylène bio-sourcé, extrait de la canne à sucre ou d’éthylène bio-attribué (issu du recyclage ou de matières bio n’interférant pas avec la chaîne alimentaire et l’environnement) permettrait d’envisager une distanciation vis-à-vis du pétrole (le coût de ce type de production est encore trop élevé pour être industrialisé).

Selon les applications, on ajoute à la résine des charges minérales, comme la craie sous forme de carbonate de calcium, des fibres de verre ou des charges végétales (fibres de bois ou du lin).

le PVC

Que devient-il après usage ?

En fin de vie, le PVC est aussi fondu pour être recyclé.

En 2018 en Europe, 740000 tonnes de PVC ont ainsi été recyclées et réutilisées en économie circulaire le plus souvent. Trié par qualité, broyé puis débarrassé des impuretés, il est ainsi “tout neuf” car il est recyclable à l’infini.  Cependant, il est nécessaire de bien identifier les provenances des déchets et de les trier. En effet, il n’est pas possible de produire du PVC de qualité Fenêtre avec n’importe quels déchets en PVC.

Encore un point commun avec l’aluminium !