Dérivés du bois dans les locaux

Documentation technique de Lignum

Dérivés du bois dans les locaux Bases et mesures pour la garantie d’une faible concentration de formaldéhyde dans l’air des locaux

OFSP eco-bau Empa Lignum

2

Formaldéhyde

Table des matières Page

3

1

Introduction

4

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Le formaldéhyde Description de la substance Utilisation et présence Concentrations dans l’air des locaux et effets sur l’être humain Situation actuelle

7

3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2

Labels de qualité et valeurs limite Classification des dérivés du bois en fonction de leur émission de formaldéhyde Classe d’émission E1 Autres labels de qualité Recommandations pour les concentrations de formaldéhyde Directive de l’Office fédéral de la santé publique Valeur cible Minergie-Eco Méthodes d’essai et preuves Méthodes d’essai pour l’évaluation des dérivés du bois Mesure de l’air des locaux

10

4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3 4.4 4.5 4.6 4.6.1 4.6.2

Comportement des dérivés du bois quant aux émissions Généralités Influence des systèmes de colle Systèmes de colle et leurs propriétés Potentiel d’émission de formaldéhyde des systèmes de colle Variation dans le temps du dégagement de formaldéhyde Charge polluante des systèmes de colle pour l’environnement Influence de la fabrication Influence du type de panneau Influence du bois Influence du revêtement des panneaux Mode de fonctionnement Revêtements de panneaux recommandés

19

5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.2.1 5.2.2 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.4 5.5

Facteurs d’influence pour les concentrations de formaldéhyde Facteurs d’influence dans la phase de projet Situation et emplacement Charge du local Facteurs d’influence lors de l‘exécution Revêtement artisanal Façonnage de la surface du panneau Autres facteurs d’influence Température et humidité de l’air du local Renouvellement de l’air Effets de pompage Emissions de formaldéhyde d’autres matériaux de construction Influences de l’équipement et de l’utilisation

23

6 6.1 6.2

Recommandations quant aux produits et à leur utilisation Importants facteurs d’influence Choix correct des produits et du façonnage

25

7

Mesures d’assurance qualité

26 27 27 28

8 9 10

Normes, littérature Moyens auxiliaires Partenaires du projet Impressum

3

1

Formaldéhyde

Introduction La pollution de l’air intérieur par le formaldéhyde préoccupe l’industrie du bois depuis les années septante. Le potentiel d’émission des matériaux dérivés du bois a pu être continuellement réduit par de nombreux développements dans les techniques de collage et de production. La classe d’émission E1 s’est imposée dans les normes. De plus, l’industrie du bois offre aujourd’hui un grand nombre de dérivés du bois qui présentent un potentiel d’émission de formaldéhyde nettement plus faible que E1.

Pourtant, les propriétés des différents dérivés du bois et les effets sur l’air des locaux sont trop peu connus de nombreux responsables de constructions.

Des cas de dommages dus à une charge trop élevée en formaldéhyde de l’air des locaux surviennent encore occasionnellement, en raison d’un manque de connaissances dans l’utilisation des dérivés du bois.

C’est dans ce cadre que s’inscrit la présente publication : elle veut expliciter les bases et les facteurs importants de la problématique du formaldéhyde, soutenir les projeteurs et les utilisateurs dans le choix des produits et contribuer ainsi à une mise en œuvre correcte des matériaux dérivés du bois.

La qualité de l’air ambiant a une influence directe sur le bien-être des êtres humains. L’air des locaux doit être traité comme une denrée alimentaire parce qu’une grande partie de la population suisse passe la plupart de son temps à l’intérieur et ‹ absorbe › quotidiennement jusqu’à 20 kg d’air. C’est pourquoi l’émission de substances nocives par des matériaux et des produits doit être, dans la mesure du possible, empêchée. Un air intérieur sans substances nocives n’est bien sûr pas réalisable.

Le formaldéhyde est utilisé dans divers produits parce que ses propriétés de réticulation (interconnexion) et sa capacité à renforcer l’oxydation des substances lui ouvrent un champ d’application étendu, par ex. : en pharmacie, dans les cosmétiques et les produits de nettoyage en raison de ses caractéristiques de conservation et de désinfection ; dans l’industrie aéronautique et automobile comme complément de vulcanisation pour les pneus ; comme moussant ou, polymérisé, comme matière plastique ; dans le traitement des textiles pour des produits infroissables ; dans les colorants ; comme composant de la colle dans les dérivés du bois. La large diffusion du formaldéhyde plaide pour une forte réduction de son potentiel d’émission dans chaque utilisation, surtout dans celles appliquées à l’intérieur. Les dérivés du bois peuvent émettre du formaldéhyde pendant de longues durées et sont ainsi au centre des préoccupations.

Dans les bâtiments, une planification et un traitement soigneux permettent de réduire à un minimum les émissions de formaldéhyde des matériaux.

D’autres facteurs tels que l’humidité de l’air, sa température et son renouvellement ainsi que l’utilisation des locaux influencent la concentration de formaldéhyde. Afin d’éviter les risques pour la santé, l’Office fédéral de la santé publique recommande que la concentration de formaldéhyde dans l’air des locaux d’habitation et de séjour ne dépasse pas 0,1 ppm.

L’utilisateur d’un logement a une grande influence sur la qualité de l’air intérieur ; c’est pourquoi il importe de maintenir celle causée par les matériaux de construction au niveau le plus bas possible, avant même l’occupation des locaux. Pour cette raison, le standard Minergie-Eco définit une valeur cible de 0,05 ppm. Celle-ci peut-être atteinte même avec de grandes surfaces de panneaux dérivés du bois, à condition de choisir correctement les produits et de les travailler dans les règles de l’art. Le taux de formaldéhyde dans l’air et, par conséquent l’émission de ce gaz par les matériaux mis en œuvre sont déterminants. Un mauvais choix de produit ou une mise en œuvre inappropriée peuvent provoquer des cas de dommages avec une concentration élevée de formaldéhyde dans l’air ambiant.

4

2

Formaldéhyde

Le formaldéhyde 2.1

Figure 1 : Formule développée

Description de la substance

Le formaldéhyde est un gaz incolore, d’odeur âcre.

Il se dissout très bien dans les diluants polaires tels que l’eau et l’alcool. Le formaldéhyde est très réactif, c.-à-d. qu’il peut facilement réagir chimiquement avec de nombreuses autres substances chi-

miques, ainsi qu’avec des molécules biologiques. Il peut se lier avec d’autres molécules et/ou réticuler d’autres molécules. Les vapeurs de formaldéhyde sont inflammables et, mélangées avec l’air, peuvent former un mélange explosif.

0,1 ppm = 0,12 mg/m3

2.2

Utilisation et présence

Le formaldéhyde est une substance de base dans l’industrie chimique ; il est fabriqué en grandes quantités et son utilisation est variée. Son principal domaine de mise en œuvre est la fabrication de résines synthétiques – résines urée formol (UF), mélamine formol (MF), phénol formol (PF). Ces résines sont avant tout utilisées comme masse collante pour les panneaux de particules et autres dérivés du bois imprégnés de colle. Le formaldéhyde peut aussi être présent dans les isolations thermiques, dans les colles comme celles pour le placage, dans les résines pour l’apprêt de textiles infroissables et faciles à entretenir, dans des produits en papier et dans les liants pour l’impression des tissus.

Le formaldéhyde est aussi un très bon désinfectant à large spectre d’action. Il est utilisé pour la conservation de tissus, pour la désinfection de surfaces, comme agent conservateur dans les cosmétiques,

Figure 2 : Source du formaldéhyde dans l’air intérieur (selon [1], modifié par les auteurs)

gaz d’échappement des véhicules

air intérieur

désinfectant et nettoyant

agent conservateur dans les cosmétiques

durcisseur et vernis à ongle

pour la conservation en pot de produits à base aqueuse tels que peintures et crépis ou comme agent actif contre les moisissures dans les vernis.

Une autre source de formaldéhyde provient des processus de combustion ; à l’intérieur il s’agit surtout de la fumée du tabac ou des bâtonnets d’encens. Le formaldéhyde peut aussi être formé sur place par des réactions chimiques, par exemple la réaction de l’ozone avec des liaisons organiques insaturées, ou par des processus de décomposition de matériaux de construction. Il est vrai que le bois naturel émet aussi du formaldéhyde, mais seulement en quantités minimes.

fumées des installations de combustion

eaux usées et déchets de l’industrie

de l’atmosphère par oxydation d’alcènes naturels

air extérieur

fumée du tabac

cuisson (par ex. poisson)

produits en papier

textiles

matériaux de construction / ameublement

liants dans les laines minérales

vernis durcissant à l’acide

tapisseries et tapis

panneaux dérivés du bois

conservation en pot de crépis et peintures

5

2.3

Concentrations dans l’air des locaux et effets sur l’être humain

Du formaldéhyde en petites quantités se constitue dans le corps des êtres humains et des mammifères en tant que produit naturel et normal d’échange de substances ; il y est présent en grande partie sous une forme liée. Les concentrations rencontrées dans l’air ambiant n’induisent pas une augmentation de cette charge interne. Les effets sur la santé concernent en premier lieu les tissus directement exposés à l’air.

Le formaldéhyde dans l’air provoque, proportionnellement à sa concentration, des irritations de la muqueuse des yeux et des voies respiratoires supérieures (nez, gorge, pharynx). Cela s’exprime par des symptômes comme des brûlures aux yeux, des picotements dans le nez et la gorge, le nez coulant ou bouché, souvent accompagné de maux de tête, de fatigue et d’inconfort. L’effet aigu commence avec la perception et l’excitation sensorielle du formaldéhyde. Avec un accroissement de la concentration, apparaissent ensuite les irritations toxiques proprement dites avec des dommages aux tissus. De très hautes concentrations (à partir de 10 ppm) provoquent des larmes, de la toux, une détresse respiratoire, des crampes dans les bronches et jusqu’à un œdème pulmonaire.

Des teneurs élevées en formaldéhyde de l’air des locaux, sur une longue durée, peuvent induire des dommages aux muqueuses, entraver les fonctions pulmonaires et augmenter le risque de maladies chroniques des voies respiratoires. Des études basées

Figure 3 : Perception et effet du formaldéhyde lors d’une exposition de courte durée [2]

Formaldéhyde

sur l’expérimentation animale montrent que des expositions chroniques au formaldéhyde, qui provoquent des dommages aux muqueuses nasales, peuvent aussi conduire à la formation de tumeurs malignes dans les zones du nez et de la gorge. En 2004, le formaldéhyde a été nouvellement classé comme cancérigène pour l’être humain par le Centre international de Recherche sur le Cancer (CIRC) [3].

Cette décision est cependant fortement controversée dans les milieux professionnels, car l’étude sur laquelle elle est basée présente des défauts significatifs [4] [5]. Par contre, il n’est pas contesté que, lorsque les concentrations sont si faibles qu’aucun dommage aux tissus n’apparaît, le risque de cancer est tellement minime qu’il peut être négligé [2] [6]. Ainsi, avec les concentrations usuelles de l’air des locaux de l’ordre de 0,1 ppm, aucune maladie cancéreuse ne devrait être à craindre.

Par ailleurs, le formaldéhyde présente également un effet de sensibilisation. Une allergie de contact peut se développer après un contact direct de la peau avec une solution contenant du formaldéhyde.

Dans de rares cas de pollution importante de l’air, une allergie par inhalation peut aussi apparaître. De plus, de récentes recherches épidémiologiques auprès d’enfants ainsi que des résultats de l’étude sur les animaux indiquent que le formaldéhyde peut favoriser le développement d’allergies aux acariens présents dans la poussière des habitations.

Plage de concentration pour les effets ppm µg/m3 Seuil d’odeur : perception par 10 % de la population 50 % de la population 90 % de la population Irritation des yeux Seuil d’irritation du nez et de la gorge Sécrétion limitée de mucus, nez Sensation de brûlure dans les yeux, le nez et la gorge Fonctions des poumons réduites lors d’effort intense Flot de larmes, supportable pour env. une demi heure Détresse respiratoire, toux ; flot de larmes persistant env. une heure Œdème pulmonaire, pneumonie ; danger de mort

2.4

30 180 600 100 –2000 100 –3100 500 –2000 2500 –3750 3700 5000 – 6200 12 500 –25 000 à partir de 37 500

0,024 0,144 0,48 0,08 –1,6 0,08 –2,5 0,4 –1,6 2–3 3 4–5 10 –20 à partir de 30

Situation actuelle

Il n’existe pas d’études représentatives sur la pollution actuelle de l’air intérieur par le formaldéhyde en Suisse. Il existe des données sur des recherches récentes et représentatives dans les logements, menées en Allemagne et en France. Dans les deux cas, les concentrations de formaldéhyde ont été mesurées pendant une semaine d’utilisation normale. Les résultats sont

comparables (voir figure 4). A partir de ceux-ci, il serait difficile d’affirmer que la situation dans les logements en Suisse soit réellement différente.

Dans les constructions neuves et après une rénovation, il faut s’attendre dans les premières semaines, voire les premiers mois, à des teneurs plus élevées,

6

car les émissions des produits à base de résines liées au formaldéhyde sont les plus intenses au début et qu’il faut compter en plus avec les émissions provisoires des produits qui sèchent/durcissent. D’autre part le type de mesures a une influence sur la concentration mesurée : avec des mesures à court terme par des capteurs actifs, qui sont effectuées dans des conditions standards (pièce fermée pendant la nuit, pas d’aération, mesure le matin suivant), les concentrations peuvent se révéler plus élevées que lors d’une utilisation normale, avec des conditions d’aération usuelles. Ce type de mesures montre une situation du ‹ pire cas › telle qu’elle peut se rencontrer par ex. avec une aération insuffisante.

La ville de Zurich effectue de telles mesures sur ses bâtiments en tant que partie intégrante de l’assurance qualité.

L’Office des constructions de la ville de Zurich dispose des données de 146 mesures du formaldéhyde prises dans l’air des locaux au cours des sept dernières années (voir figure 5). Ces mesures ont été effectuées dans différentes écoles, maisons d’habitation, immeubles de bureaux et autres édifices publics. La moitié des valeurs mesurées reste en-dessous de 36 µg/m3 (0,03 ppm), la moyenne de l’ensemble des mesures est de 45 µg/m3 (0,038 ppm). Un peu moins de 85 % des valeurs ne dépassent pas la valeur cible de Minergie-Eco de 60 µg/m3 (0,05 ppm). Pour près de 4 % des mesures, des valeurs au-dessus de la directive de l’OFSP, soit 120 µg/m3 (0,1 ppm), ont été constatées.

Figure 4 : Situation actuelle pour le formaldéhyde en Allemagne et en France.

Résultats d’une étude représentative. La prise d’échantillons a été effectuée au moyen de capteurs passifs (DNPH), en général dans les chambres à coucher et d’enfants Figure 5 : Résultat des mesures réalisées par l’Office des constructions de la ville de Zurich lors des mises en service [9]

Minimum (µg/m3) Médiane (µg/m3) Moyenne (µg/m3) Maximum (µg/m3) 1) 2) 3) 4) 5)

2001/02 5 39 44 224 1)

Lors d’une étude récente de la qualité de l’air des locaux dans 18 maisons en bois neuves [10], les concentrations de formaldéhyde ont été mesurées à différents moments de la construction. Les bâtiments n’étaient pas particulièrement optimisés du point de vue de la qualité de l’air intérieur. Immédiatement après la fin de l’aménagement intérieur, les concentrations de 15 objets sur 16 se situaient entre 21–97 µg/m3 (0,017–0,08 ppm). Dans une maison, on a trouvé 235 µg/m3 (0,19 ppm). Cette valeur est à relier à de hautes températures pendant la phase de mesures et n’a pas été confirmée dans une mesure ultérieure. Dans huit réalisations, des mesures supplémentaires ont été effectuées pendant la phase d’utilisation, environ 40 jours après la fin des travaux d’aménagement intérieur. Les concentrations se situaient dans la plage de 15–117 µg/m3. La directive de l’OFSP a été respectée dans tous les cas.

Grâce à des dispositions de réduction à la source, surtout pour les dérivés du bois, les teneurs ont pu, comparativement à la situation antérieure, être massivement réduites : des mesures effectuées par l’EPFZ au printemps au début des années quatrevingt dans différentes constructions neuves en Suisse [11], ont montré des concentrations de formaldéhyde entre 0,2–0,7 ppm. Les teneurs croissaient provisoirement en été de près de 0,1 ppm pour redescendre ensuite d’environ la moitié jusqu’au printemps suivant ; à ce moment-là, les concentrations de la plupart des bâtiments se situait entre 0,1 et 0,2 ppm.

554

Concentrations de formaldéhyde (valeurs en µg/m3) dans les logements (moyenne hebdomadaire) 50e percentile (médiane) 95e percentile valeur maximale 19,6 46,6 86,3

586

23,5

n

Campagne nationale Logements 2003–2005, France [7] Kinder-Umwelt-Survey 2003–2006, Allemagne [8]

Formaldéhyde

2003 4 28 38 136 2)

47,7

2004 10 41 45 110 3)

2005 6 30 35 86

68,9

2006 13 53 67 244 4)

2007 11 38 45 176 5)

mesure prise dans un atelier panneau MDF plaqué, laqué une face avec perforation additionnelle (panneau acoustique) ou stries (rebord de fenêtre) panneau MDF lié au PMDI, plaqué avec une colle contenant du formaldéhyde et perforé dans un deuxième temps émissions de formaldéhyde provenant de crépi acoustique lié avec une matière synthétique panneau MDF lié avec une colle UF, dans une utilisation exposée (revêtement d’un puits de lumière soumis à de hautes températures) et émissions de formaldéhyde provenant d’anciens meubles

7

3

Formaldéhyde

Labels de qualité et valeurs limites 3.1

Classification des dérivés du bois en fonction de leur émission de formaldéhyde

3.1.1 Classe d’émission E1 Les exigences posées aux dérivés du bois sont définies dans des normes de produit (SN EN 300 pour l’OSB, SN EN 312 pour les panneaux de particules, SN EN 622 pour les panneaux de fibres, SN EN 634 pour les panneaux liés au ciment, SN EN 636 pour le contreplaqué, SN EN 13353 pour les panneaux

Figure 6 : Méthodes d’essai et valeurs limites de la classe d’émission E1 pour les dérivés du bois

Panneau de particules sans revêtement Panneau de fibres sans revêtement Contreplaqué sans revêtement

Panneau recouvert d’un revêtement

1) 2)

massifs, SN EN 14374 pour le bois feuilleté collé).

La classe d’émission E1 est déterminante quant au dégagement de formaldéhyde. Elle définit les méthodes de test pour différents dérivés du bois (cf. chapitre 3.3.1 : Méthodes d’essai pour l’évaluation des dérivés du bois) et les valeurs limites à respecter :

méthode à la chambre : concentration d’équilibre ≤ 0,1 ppm méthode d’extraction dite au perforateur : ≤ 6,5 mg/100 g de panneau atro 1) méthode à la chambre : concentration d’équilibre ≤ 0,1 ppm méthode d’extraction dite au perforateur : ≤ 7,0 mg/100 g panneau atro 1) méthode à la chambre : concentration d’équilibre ≤ 0,1 ppm méthode par analyse de gaz : test instantané ≤ 5,0 mg/(m2 · h) test après quatre semaines ≤ 2,5 mg/(m2 · h) 1) méthode à la chambre : concentration d’équilibre ≤ 0,1 ppm méthode par analyse de gaz : ≤ 3,5 mg/(m2 · h) 2) méthode au perforateur : panneau support : ≤ 10,0 mg/100 g de panneau atro 2)

moyenne : valeur semestrielle mobile valeur unique : (aucune valeur ne doit dépasser un seuil de tolérance de + 10 % au-dessus de la valeur du percentile 95 %)

3.1.2 Autres labels de qualité En plus de la classe d’émission E1 ancrée dans les normes, d’autres labels, qui remplissent des exigences de qualité dépassant celles de la norme, sont attribués par l’industrie, ainsi que par des organisations et des institutions. Les critères d’attribution des différents labels ne sont pas homogènes, ce qui rend parfois la comparaison plus difficile. Des labels, qui exigent des valeurs limites de formaldéhyde plus basses, sont énumérés ci-dessous. Les indications se limitent aux exigences concernant cette substance : Label écologique Blauer Engel (ange bleu) RAL-UZ 38 Ce label écologique concerne le bois et ses dérivés (par ex. meubles, panneaux et parquets finis). Avec ce standard, les dérivés du bois à l’état brut – c.-à-d. avant transformation ou revêtement – ne doivent pas dépasser une concentration d’équilibre (méthode à la chambre) de 0,1 ppm ou une valeur au perforateur de 4,5 mg/100 g de panneau atro, ainsi que – pour les produits finis – une concentration d’équilibre (méthode à la chambre) de 0,05 ppm ou une valeur d’analyse de gaz de 3,5 mg/(m2 · h) [12].

Label écologique Blauer Engel (ange bleu) RAL-UZ 76 Ce label écologique concerne les panneaux dérivés du bois, revêtus ou non. Ceux-ci ne doivent pas dépasser une concentration d’équilibre de 0,05 ppm.

Cette exigence est aussi valable pour les panneaux bruts qui seront revêtus par la suite. La seule méthode autorisée pour cette évaluation est celle à la chambre selon EN 717-1 [13]. natureplus Le bois et ses dérivés qui disposent du label de qualité natureplus , ne doivent pas dépasser une concentration d’équilibre de 0,03 ppm. L’évaluation est effectuée selon le principe de la méthode à la chambre ; cependant les dispositions du test (par ex. taux de renouvellement de l’air = 0,5 h–1, taux de charge différent selon le groupe de dérivés du bois) s’écartent des conditions de la norme selon EN 7171 [14].

8

3.2

Formaldéhyde

Recommandations pour les concentrations de formaldéhyde

3.2.1 Directive de l’Office fédéral de la santé publique Afin d’éviter une mise en danger de la santé par le formaldéhyde présent dans l’air des locaux, il faut empêcher les concentrations pouvant endommager les muqueuses des voies respiratoires supérieures.

C’est pourquoi l’Office fédéral de la santé publique a édicté la recommandation suivante concernant le formaldéhyde [2] : Dans les pièces d’habitation et de séjour, la concentration en formaldéhyde ne doit pas dépasser 0,1 ppm.

Cette valeur de référence se base sur un examen toxicologique de la substance prise individuellement. Dans l’air intérieur, d’autres agents irritants, dont les effets se combinent à ceux du formaldéhyde, peuvent être présents en plus de ce dernier. En outre, il existe des observations à prendre au sérieux selon lesquelles le formaldéhyde interagit avec les effets d’autres allergènes. Pour ces raisons, l’OFSP recommande en plus que, ‹ dans un but de prévention, les charges polluantes de formaldéhyde dans les habitations soient maintenues le plus bas possible ›.

3.2.2 Valeur cible Minergie-Eco Les charges polluantes du formaldéhyde peuvent être maintenues à un niveau bas grâce à des dispositions prises lors de la construction de bâtiments, concernant le choix et le façonnage des matériaux et des produits. L’objectif minimal est le respect garanti de la valeur de référence de l’OFSP pendant la phase d’utilisation. Avant la mise en service des locaux, la concentration de formaldéhyde doit se situer clairement en-dessous de la valeur de référence de 0,1 ppm parce que les émissions de ce gaz varient avec l’humidité et la température et que d’autres sources, le plus souvent diffuses, sont amenées par les habitants (mobiliers, produits d’entretien). L’association eco-bau a défini pour le formaldéhyde une valeur cible de 0,05 ppm dans l’air intérieur après la fin des travaux de construction.

Cette valeur cible a aussi été prise pour base dans le nouveau standard Minergie-Eco [15] [16]. Cette valeur cible de 0,05 ppm pour le formaldéhyde dans l’air intérieur peut être atteinte en respectant les indications de la présente publication.

9

3.3

Méthodes d’essai et preuves

Principe de l’essai

Méthode à la chambre Mesure de la concentration d’équilibre. La mesure porte sur la concentration en formaldéhyde de l’air de l’enceinte causée par le dégagement de ce gaz.

Définitions du test

La mesure est effectuée dans les conditions normalisées suivantes : température de l’enceinte : 23 °C ; humidité de l’air : 45 % ; taux de renouvellement d’air : 1,0 h-1 ; taux de charge : 1 m2 de surface de panneau/m3 de volume de l’enceinte ; surface des chants par rapport à la surface totale : 10 % ; vitesse du flux d’air : 0,1– 0,3 m/s ppm ou mg/m3 EN 717-1 Panneaux à base de bois – Détermination du dégagement de formaldéhyde – Partie 1 : émission de formaldéhyde par la méthode à la chambre

Valeurs Norme de test

Figure 7 : Méthodes reconnues d’évaluation des dérivés du bois quant à leur dégagement de formaldéhyde [17] [18]

Figure 8 : Enceinte de test pour la mesure de la concentration d’équilibre en formaldéhyde (méthode à la chambre)

Formaldéhyde

Méthode d’extraction au perforateur Mesure de la teneur en formaldéhyde d’un panneau. La mesure porte sur les quantités de formaldéhyde disponibles dans le panneau (formaldéhyde libre) ; celui-ci est extrait et mesuré par photométrie.

Les valeurs sont définies pour une humidité du matériau u de 6,5 %.

Si l’humidité du panneau est dans la plage (3 % ≤ u ≤ 10 %), la valeur de perforateur doit être multipliée par un facteur F (F = – 0,133 u + 1,86).

Le procédé ne peut être utilisé que sur des panneaux de particules et de fibres non revêtus.

Méthode par analyse de gaz Mesure du formaldéhyde dégagé dans des conditions définies. La mesure porte sur les quantités de gaz s’échappant d’un échantillon.

mg/100 g de panneau atro EN 120 Panneaux à base de bois – détermination de la teneur en formaldéhyde. Méthode par extraction dite méthode au perforateur

mg/(m2 · h) EN 717-2 Panneaux à base de bois – Détermination du dégagement de formaldéhyde – Partie 2 : dégagement de formaldéhyde par la méthode d’analyse de gaz.

3.3.1 Méthodes d’essai pour l’évaluation des dérivés du bois Il existe différentes méthodes de test pour la détermination du dégagement à postériori de formaldéhyde par les dérivés du bois. La figure 7 détaille les trois plus importantes parmi les méthodes reconnues.

Parmi ces procédés, la méthode à la chambre reproduit au plus près les conditions des locaux. Comme cette méthode n’est pas appropriée à l’assurance qualité en raison de la lourdeur de son procédé, l’industrie a essentiellement adopté la méthode au perforateur. C’est pourquoi les valeurs de la méthode à la chambre ne sont pas disponibles pour tous les produits.

Pour certains dérivés du bois, les données à disposition sont insuffisantes pour déterminer la corrélation entre les différents procédés. Selon les produits, les valeurs peuvent être demandées auprès du fabricant. La corrélation suivante est valable pour les panneaux de particules non revêtus : 0,1 ppm ou 0,12 mg/m3 (méthode à la chambre) = 6,5 mg/100 g de panneau atro (méthode au perforateur).

La température de l’enceinte de test est de 60 °C. Les échantillons sont soumis à un flux d’air pratiquement sec (60 l/h). Les chants sont revêtus.

Le procédé ne peut être utilisé que sur des panneaux contreplaqués ainsi que sur des panneaux revêtus (panneaux de particules, de fibres et contreplaqués).

3.3.2 Mesure de l’air des locaux Il existe différents procédés pour mesurer le formaldéhyde dans l’air ambiant des bâtiments [19]. Le processus est décrit dans la série de directives VDI 4300 [20] ou DIN ISO 16000-2. De grandes différences subsistent entre les divers procédés quant à l’exactitude et à la reproductibilité des résultats, à la durée du test et au prix. Le prélèvement actif selon le procédé DNPH s’est révélé efficace pour la vérification des valeurs cibles. Le formaldéhyde est concentré sur un médium à l’aide d’une pompe à air, pendant une durée standard d’une demi-heure à une heure. La teneur de ce gaz est ensuite déterminée en laboratoire et extrapolée à sa concentration dans l’air de la pièce.

10

Comportement des dérivés du bois quant aux émissions 4.1

Généralités

Les panneaux dérivés du bois sont constitués de parties de bois broyées, dans la plupart des cas mélangées à de la colle, mises ensemble et pressées pour obtenir des panneaux de grande surface dont les caractéristiques sont optimisées. Selon les systèmes de colle, les liants utilisés peuvent contenir et dégager plus ou moins, voire pas du tout de formaldéhyde. Les panneaux de fibres fabriqués selon le procédé humide n’ont aucun liant. Dans leur cas, des polymères propres au bois sont activés par la chaleur et l’humidité et collent ensemble les fibres réticulées disposées en long et en travers [21].

Le comportement des dérivés du bois quant aux émissions dépend de différents facteurs, soit [22] [23] : • du système de colle utilisé, qui est la plus grande source d’émission de formaldéhyde des dérivés du bois • des conditions de production (mise en œuvre du mélange collant, conditions de pressage, stockage) • du bois utilisé ; en plus des composants naturels comme les terpènes et les acides gras, des émissions de liaisons organiques volatiles (COV – par ex. l’odeur typique du bois) peuvent avoir lieu, qui se transforment ensuite en émission secondaire de formaldéhyde • du type de finition (revêtement)

Émission de formaldéhyde (ppm)

3,0 Ordonnance sur les dangers des substances

2,5 2,0 1,5 1,0

Source : base de données Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Braunschweig

3,5

Directive ETB

Figure 9 : évolution des émissions de formaldéhyde des panneaux dérivés du bois

Le potentiel de dégagement de formaldéhyde des dérivés du bois a été fortement réduit en plusieurs étapes au cours des 30 dernières années. La réduction a évolué avec les exigences des consommateurs, la législation et les possibilités techniques. Le développement des normes en Allemagne a été déterminant : la directive ETB de 1980/81 exigeait pour la première fois 0,1 ppm pour les panneaux de particules de la classe d’émission E1, valeur reprise dans la norme correspondante (normes pour les panneaux de particules DIN 68763). L’ordonnance sur les dangers des substances de 1986 a interdit la mise en circulation de dérivés du bois ne pouvant pas respecter E1 et celle sur l’interdiction des produits chimiques a lié la valeur de référence de 0,1 ppm à une responsabilité quant au produit. En parallèle, les bases industrielles ont été améliorées : prise en compte du dégagement potentiel de formaldéhyde déjà lors de la planification du produit, modification des systèmes de colle pour une meilleure fixation de ce gaz et adaptation des processus de fabrication au niveau des paramètres de pressage, de température et de recette. Ces mesures de réduction ont sensiblement contribué à réduire la pollution de l’air des locaux par le formaldéhyde [1] [11].

Ordonnance sur l’interdiction des produits chimiques

4

Formaldéhyde

0,5 0,1 0 1978

1982

1986

1990

2000

2004

11

4.2

Influence des systèmes de colle

4.2.1 Systèmes de colle et leurs propriétés Les principaux systèmes de colles et leurs caractéristiques sont répertoriés dans la figure 11 (page 12 et 13).

L’emploi fréquent de formaldéhyde dans les systèmes de colle se réfère à sa propriété de réticulation : le formaldéhyde lie les molécules et influence ainsi de façon importante la réactivité de la colle et la solidité du produit final. Lorsque la réticulation est dissoute, le formaldéhyde est libéré sous forme de gaz et peut influer négativement sur la qualité de l’air des locaux [18] [23] [24].

4.2.2 Potentiel d’émission de formaldéhyde des systèmes de colle Lors de la réaction du formaldéhyde avec ses partenaires de réaction, en plus des liaisons méthyles stables, des liaisons méthyles-éther moins stables sont formées qui peuvent libérer du formaldéhyde si la réaction s’inverse. Ceci est surtout le cas lorsque le formaldéhyde est le partenaire de réaction de l’urée. Les liaisons sont plus stables si l’urée est remplacée par la mélamine. Simultanément la résistance à l’humidité et les propriétés mécaniques sont améliorées cependant que la réactivité de la colle diminue. Les colles contenant du phénol ou de la résor-

cine forment des liaisons pratiquement stables avec le formaldéhyde. Les systèmes de colle exempts de formaldéhydes n’en émettent pas.

Le graphique ci-dessous (figue 10) démontre que le dégagement de formaldéhyde dépend fortement du liant mis en œuvre. Il faut cependant se rendre compte que la dispersion à l’intérieur d’un système de colle est grande, principalement en raison des différences de réglages dans le processus de production (cf. chapitre 4.3 : influence de la fabrication).

De nouvelles colles UF/MUF et MUPF, qui présentent un taux d’émission de formaldéhyde clairement réduit (cf. figure 10), font actuellement l’objet d’un développement intensif. Par conséquent, l’offre, surtout en panneaux OSB et de particules pour des applications structurelles, a fortement augmenté. Le domaine du mobilier (panneaux de particules et MDF) devrait connaître un développement analogue.

Concentration d’équilibre (ppm) 0,10

Indication des possibles dispersions (valeur supérieure et inférieure) Exécution la plus fréquente (trait horizontal)

0,09 0,08 0,07 0,06 0,05

Source: Marutzky 1998, actualisé 2007

Figure 10 : Dégagement de formaldéhyde de panneaux de particules en relation avec le liant, avec écarts possibles [22] [28]

Formaldéhyde

0,04 0,03 0,02 0,01 0 colles UF/MUF industrielles

colle PF

colle PMDI

nouvelles résines UF/MUF

bois massif non collé

copeaux de bois non collés

12

Formaldéhyde

Systèmes contenant du formaldéhyde Systèmes de colle Caractéristiques principales Les duroplastes ont une structure de base organique, sont produits synthétiquement et durcissent chimiquement (la prise n’intervient que par l’adjonction d’un composant supplémentaire, par ex. un durcisseur). Leur état final est solide, indissoluble grâce à une structure spatiale en réseau à mailles serrées. Soumis à la chaleur, ils ne fondent plus.

Systèmes à base d’urée : durcissant à l’acide, se consume complètement (bonne combustion) aminoplastes (polycondensation de groupes amines) Résine urée-formol (UF) • possible inversion de la réaction libérant du formaldéhyde • claire, ne fonce pas, d’où utilisation fréquente pour des panneaux décoratifs à couche décor mince • faible résistance à l’humidité, c’est pourquoi utilisation à l’intérieur • avantageuse • le plus fréquemment employée pour les panneaux dérivés du bois transformés industriellement, surtout dans le mobilier – concerne près de 90 % de tous les panneaux de particules et MDF, ainsi que presque tous les contreplaqués Résine mélamine-formol (MF) et • la mélamine remplace l’urée, partiellement (MUF) ou totalement (MF) ; la mélamine fixe plus mélamine-urée-formol (MUF) fortement le formaldéhyde que ne le fait l’urée, par conséquent le potentiel de dégagement de formaldéhyde diminue lorsque la proportion de mélamine augmente • claire à brune, convient pour les surfaces décoratives • résistance à l’humidité (grâce à la mélamine), résistance élevée pour les panneaux MF, utilisation dans les endroits plus humides à l’intérieur et sous abri à l’extérieur • caractéristiques mécaniques améliorées • chères, c’est pourquoi les panneaux MF sont rares, le plus souvent additionnées de résines moins coûteuses (MUF) • emploi fréquent pour des panneaux de particules et MDF avec exigences de résistance à l’humidité renforcées (par ex. plans de travail, tablettes de cuisine, planchers laminés) Systèmes à base de phénol : Phénoplastes durcissant avec un alcali, moins bonne qualité de combustion, meilleure qualité quant au (polycondensation de groupes phénol) dégagement ultérieur de formaldéhyde Résine phénol-formol (PF) • dégagement ultérieur de formaldéhyde très faible car le phénol forme une liaison forte, presque complète, avec cette substance • brun foncé, donc convient mal pour des panneaux décoratifs (altération de la couleur) • résistant à l’humidité et aux intempéries, par conséquent appropriée pour une utilisation à l’intérieur et à l’extérieur • résistant à la chaleur, donc répond à des exigences élevées quant à la température • résistant aux microorganismes, par conséquent difficilement dégradable • chère • au deuxième rang de la fréquence d’utilisation, derrière les résines UF, pour les panneaux dérivés du bois transformés industriellement, ici avant tout pour des panneaux avec hautes exigences quant à l’humidité et à la résistance (par ex. panneaux de construction tels que l’OSB et le contreplaqué) Résine résorcine-formol (RF) • dégagement ultérieur de formaldéhyde très faible car la résorcine forme une liaison forte, résine phénol-résorcine-formol (PRF) presque complète, avec cette substance (encore plus forte que le phénol) • brun foncé, ne convient pas pour les panneaux recouverts d’un film décoratif • résistant à l’eau, à la chaleur et aux intempéries, convient pour l’intérieur et l’extérieur • durée de durcissement très brève, souvent utilisée comme colle de montage • chère, prix encore plus élevé qu’avec le phénol ; pour cette raison, souvent combinée avec le phénol (PRF) Figure 11 : Systèmes de colle importants et leurs principales caractéristiques, partie 1 : systèmes contenant du formaldéhyde

13

Systèmes sans formaldéhyde Systèmes de colle Colles polyuréthane PU (hydrogénation d’iso-cyanates en substances poly-urée) Polyuréthane PU/PUR

Formaldéhyde

Caractéristiques principales collage sans formaldéhyde, bonnes propriétés mécaniques, sa combustion génère de l’acide cyanhydrique (à faire attention lors de l’incinération)

• colle sans formaldéhyde, comportement sans émission de ce gaz en provenance du système de colle • disponible sous forme de colle à un ou deux composants (1K-PUR, 2K-PUR) ; des polyols et des isocyanates se dégagent du mélange • 1K-PUR sont le plus souvent utilisées pour le collage de panneaux à deux et trois couches, 2K-PUR avant tout pour des collages spéciaux (par ex. collage de matériaux différents) • 1K-PUR durcissent sous l’influence de l’humidité de l’air et de la chaleur, 2K-PUR par polycondensation/polyaddition • incolore, transparente, 2K-PUR peuvent être brunâtre, cependant des colorants peuvent être mélangés • bonnes propriétés mécaniques pour des collages structuraux ; selon la sorte, les colles sont cassantes (dures) à élastiques (tendres) après durcissement Polymères di-phényle-méthane-di-isocyanate • colle sans formaldéhyde, comportement sans émission, les panneaux sont souvent (PMDI) qualifiés F0 • mise en œuvre possible uniquement dans des systèmes fermés, d’où utilisé exclusivement pour la fabrication de panneaux OSB, de particules et de fibres • clair, transparente, convient pour des panneaux décoratifs (neutre pour la couleur) • résistance à l’humidité élevée, utilisation à l’intérieur et à l’extérieur • bonnes propriétés mécaniques, résistant aux charges dynamiques, par conséquent convient pour des panneaux dans la construction comme dans le meuble • plus chère que la résine UF Les thermoplastes ont une structure de base organique, sont produits synthétiquement et durcissent physiquement (la prise intervient par évaporation de molécules d’eau). Ils conservent un état dynamique en raison d’une structure moléculaire spatiale formant des fils. En les chauffant, ils redeviennent mous.

Acétate de polyvinyle (PVAc) • colle sans formaldéhyde, comportement sans émission de ce gaz en provenance du système de colle • blanche, transparente • faible résistance à la chaleur, un état plastique réversible peut être atteint par élévation de la température • ne résiste pas à l’eau, mais pas pour autant soluble dans l’eau, donc pour utilisation à l’intérieur (seuls des systèmes modifiés conviennent pour l’extérieur) • haute résistance au cisaillement qui diminue cependant sous l’effet de charges durables, par conséquent utilisation le plus souvent comme colle de montage dans l’artisanat du meuble, par ex. pour coller fenêtres, portes, parquets, etc.

• formes disponibles dans le commerce : colle blanche, de dispersion, de montage colle fusible (consistant en styrol• colle sans formaldéhyde, comportement sans émission de ce gaz en provenance du butadiène, polyester) système de colle • mêmes caractéristiques que la PVAc, mais ne colle que sous l’effet de la chaleur • utilisation avant tout dans l’industrie du meuble pour le revêtement de chants par le placage de stratifiés Figure 11 : Systèmes de colle importants et leurs principales caractéristiques, partie 2 : systèmes sans formaldéhyde

14

D’autres systèmes ne sont pas significatifs du point de vue du formaldéhyde ou n’ont qu’une diffusion secondaire.

Les liants minéraux sont basés sur une structure fondamentale anorganique ; ils durcissent physiquement par hydratation (absorption d’eau). Les liants sont ainsi incombustibles. Avec 20–30 % de la masse sèche (avant prise), la proportion de liants est relativement élevée, parce que la surface spécifique est env. 1000 fois plus petite que pour les liants organiques [25]. La proportion en poids des liants minéraux dans le produit achevé est significativement encore plus haute, car des liants à la magnésie et de l’eau s’ajoutent au ciment et au gypse ; ainsi, une répartition de 65 % de liants, de 25 % de copeaux de bois et de 10 % d’additifs est habituellement atteinte [26]. Ceci rend les produits finis proportionnellement lourds avec un poids le plus souvent double de celui des panneaux à liants organiques. Les liants minéraux de tels panneaux n’émettent pas de formaldéhyde. Ils sont utilisés aussi bien à l’intérieur (gypse, ciment à la magnésie) qu’à l’extérieur (ciment portland), le plus souvent pour la construction sèche ou les façades [25].

Les liants naturels sont basés sur l’albumine de tissus animaux (os, cuir, protéine du lait) ou sur les molécules d’amidon des plantes (colle d’amidon). Ils étaient déjà utilisés par les Egyptiens il y a plus de 5000 ans et font actuellement l’objet de recherches intensives. Par exemple, les colles à base de tannin donnent de très intéressants résultats, car les extraits de tannin contiennent 80 % de substances phénoliques ; ce sont des colles remarquables qui durcissent près de 100 fois plus vite que les colles synthétiques. Le dégagement ultérieur de formaldéhyde est le plus souvent très faible, selon la proportion de cette substance et la colle naturelle utilisées [27].

4.2.3

Variation dans le temps du dégagement de formaldéhyde Le dégagement de formaldéhyde des dérivés du bois diminue avec le temps car la réaction des liaisons instables du produit fini s’inverse et le formaldéhyde qui en résulte s’évapore. A vrai dire, une faible quantité de formaldéhyde est en permanence libérée par hydrolyse. Ainsi, à long terme, le dégagement de formaldéhyde se stabilise à un bas niveau. Mais pour des dérivés du bois âgés de 30 ans, qui présentaient à l’origine de très fortes émissions (cf. figure 9), le dégagement de formaldéhyde peut rester significatif, même après une longue durée.

Formaldéhyde

4.2.4 Charge polluante des systèmes de colle pour l’environnement Au cours de leur durée de vie, matériaux et produits induisent diverses charges pour l’environnement. En général on trouve ici au premier plan les pollutions dues à la fabrication, au transport et à l’élimination.

La pollution de l’environnement pendant l’utilisation est le plus souvent insignifiante. Par contre, pendant cette phase, seules les émissions provenant du matériau sont importantes pour la qualité de l’air intérieur et, par là, pour la santé et le bien-être des habitants. C’est pourquoi une faible charge pour l’environnement ne permet pas de conclure obligatoirement à une faible incidence sur la qualité de l’air des locaux. A l’inverse, des produits avantageux pour l’air ambiant peuvent charger plus fortement l’ensemble de l’environnement.

Du point de vue de l’écologie en général, les résines UF sont les meilleures parmi les systèmes de colle les plus fréquemment utilisés (urée-formol UF, mélamine-urée-formol MUF, résines MUF renforcées au phénol MPUF, isocyanates PMDI). Il faut cependant observer que, fonctionnellement, elles n’ont pas la même valeur que les autres systèmes de colle (propriétés physiques, notamment quant à la résistance à l’humidité). Il est ici tenu compte des champs d’application usuels des écobilans, soit l’énergie non renouvelable, l’importance de l’effet de serre, la destruction de l’ozone dans la haute atmosphère, la formation d’ozone proche du sol, la pollution du sol, la surfertilisation.

Lors de l’élimination des colles par incinération, l’effet le plus important pour l’environnement est celui des émissions de NOx (oxydes d’azote) en cas d’utilisation de liants azotés (UF, MUF, PMDI) de même que la qualité de combustion diminuée lors de l’emploi de résine phénoliques contenant des alcalis. Le remplacement de durcisseurs chlorés par des systèmes sans chlore réduit drastiquement la formation de dioxine lors de l’incinération de dérivés du bois liés au PF. On reconnaît habituellement que les dérivés du bois peuvent être bien valorisés énergétiquement dans des installations de combustion équipées de manière adéquate (usines d’incinération des ordures, chaudières à vieux bois, fours de cimenterie) [29].

15

4.3

Figure 12 : Fabrication industrielle de panneaux dérivés du bois : Haut production de panneaux MDF Bas entreposage correct des dérivés du bois

Formaldéhyde

Influence de la fabrication

Le potentiel d’émission de formaldéhyde des dérivés du bois ne dépend pas seulement du liant utilisé. Il est possible, par des mesures ciblées dans le processus de fabrication, de parvenir à une importante optimisation dans ce domaine (voir à ce sujet la figure 10 ; les dispersions dans le dégagement de formaldéhyde sont essentiellement dues aux paramètres de production). Les principaux facteurs d’influence sont [30] : • la recette : la composition de la recette avec les proportions des substances utilisées détermine de manière fondamentale les caractéristiques techniques du panneau, mais aussi le comportement quant aux émissions. En cas d’utilisation de formaldéhyde, la recette détermine la stabilité de la fixation de cette substance. En plus des partenaires de réaction mis en œuvre (urée, mélamine, phénol, etc.) qui forment des liaisons plus ou moins fortes avec le formaldéhyde, la répartition des quantités (rapport molaire) joue un rôle significatif pour le potentiel de dégagement de formaldéhyde du panneau fini. Les résines UF modernes, pour lesquels les limites techniques devraient être atteintes, émettent nettement moins grâce à une charge de formaldéhyde moindre. Une modification supplémentaire du rapport molaire (en faveur de la proportion d’urée) exigerait un durcisseur plus réactif et une plus grande charge de colle pour ne pas devoir souffrir de plus mauvaises caractéristiques mécaniques.

• capteurs de formaldéhyde : l’utilisation de capteurs de formaldéhyde réduit l’émission ultérieure de ce gaz libre. Ce sont le plus souvent des produits à base d’azote (polyamines). Ils sont normalement ajoutés à la colle, mais ils peuvent aussi être introduits plus tôt (par ex. lors du traitement des plaquettes, avant la préparation thermomécanique pour la production de MDF). De même, l’écorce du bois agit comme capteur de formaldéhyde. Ceci est aussi valable lorsque des morceaux d’écorce sont ajoutés au matelas de copeaux (panneaux de particules).

• paramètres de la fabrication de panneaux : certains paramètres de pressage peuvent avoir une influence sur le futur potentiel de dégagement de formaldéhyde. Plus la réaction de condensation de la colle est complète, plus grande est la part de liaisons solides non réversibles et plus faible est l’émission ultérieure de formaldéhyde.

Les paramètres décisifs pour une réaction stable de la résine sont la température et la vitesse de pressage, ainsi que la pression de vapeur. Naturellement, la composition de la résine constitue le paramètre largement déterminant.

• entreposage correct : les émissions (primaires et secondaires, thermolyse) diminuent avec une maturation croissante du bois et, après la fin de la fabrication, un entreposage correct au cours duquel les panneaux peuvent se refroidir.

• Les panneaux à base de bois frais ont potentiellement tendance à dégager moins de formaldéhyde que les panneaux réalisés à partir de bois récupéré, car la matière première de ceux-ci peut déjà avoir été polluée par du formaldéhyde.

16

4.4

1

2

3

4

5

6

7

8 Figure 13 : Panneaux dérivés du bois : 1 panneaux de fibres mou 2 panneau de fibres dur 3 panneau de bois massif multicouches 4 contreplaqué 5 OSB 6 panneau de particules 7 panneau de fibres de moyenne densité MDF 8 panneau de particules liées au ciment

Formaldéhyde

Influence du type de panneau

Le potentiel de dégagement de formaldéhyde est aussi influencé par le type de panneau. En principe : plus la déstructuration du bois est poussée, plus la surface interne du panneau est grande, ce qui induit habituellement un plus grand apport de colle. L’augmentation de la surface interne du bois et du taux d’encollage accroît le potentiel de dégagement de formaldéhyde. L’aperçu suivant est un guide d’orientation. Le dégagement réel de formaldéhyde dépend essentiellement du système de colle utilisé, de la proportion de colle et des conditions de production [18] [30]. La proportion de colle est donnée ci-dessous en pourcent du poids.

• panneaux de fibres durs, mi-durs et isolants : ces panneaux sont fabriqués selon le procédé humide ; dans ce cas, on utilise l’effet collant de la lignine libérée dans l’eau, ce qui permet de renoncer à l’apport de colle synthétique. C’est pourquoi le dégagement de formaldéhyde de ces panneaux est minime et est imputable uniquement aux émissions du bois lui-même. Normalement, ces panneaux n’ont aucune part de colle synthétique.

• bois panneautés multicouches : en plus du type et de la quantité de colle utilisée, l’épaisseur et la largeur des lamelles, ainsi que le nombre de couches sont déterminants pour le dégagement de formaldéhyde. Du fait que ces panneaux ne sont normalement pas revêtus, il faut s’attendre à un effet de barrage proportionnellement moindre, car le bois n’est pas ‹ dense ›. Cependant, cet effet de barrage a tendance à augmenter lorsque la densité du bois est plus élevée ; c’est pourquoi, dans ce domaine, certains bois tropicaux font bonne figure. Plus il y a de couches de bois assemblées, plus il faut appliquer de couches de colle. Proportion de colle : 1–3 % selon le nombre de couches.

• contreplaqué, feuilleté-collé : en raison du plus grand nombre de couches de placage (parce que plus minces), la proportion de colle est plus importante que pour les dérivés du bois constitués de lamelles ; c’est pourquoi le potentiel de dégagement de formaldéhyde dépend essentiellement du type de colle utilisé. Ceci est d’autant plus valable que ces panneaux ne sont habituellement pas revêtus. Les couches de bois n’ont qu’un effet de barrage limité. Proportion de colle : 6–8 %.

• OSB : longs copeaux orientés, moindre surface interne ; en raison des exigences mécaniques élevées du fait de leur utilisation comme panneaux destinés à la construction, la quantité de colle varie en fonction des caractéristiques recherchées. Parce que ces panneaux sont le plus fréquemment utilisés bruts, les systèmes de colle sont le plus souvent libres de formaldéhyde (PMDI, résines phénoliques). Proportion de colle 3–10 %.

• panneaux de particules : taux de déchiquetage du bois plus élevé, plus grande surface interne, le type d’encollage et le revêtement utilisés sont déterminants pour le potentiel de dégagement de formaldéhyde. Proportion de colle 6–10 %.

• panneaux MDF-/HDF : taux de déchiquetage extrêmement élevé vu que le bois est désintégré jusqu’au niveau des fibres, très grande surface interne, important apport de colle nécessaire, plus grand potentiel de dégagement de formaldéhyde que les panneaux de particules. Proportion de colle 9–12 %.

• les panneaux de particules liées au ciment sont anorganiques et, par conséquent, libres de formaldéhyde. Leur potentiel de dégagement de cette substance est minime et dépend seulement des émissions du bois lui-même. Proportion de liant env. 65 %.

17

4.5

Influence du bois

Les essences de bois contiennent diverses substances constitutives en quantités variables. Les émissions de formaldéhyde proviennent avant tout [22] [31] [32] [33] : • de la décomposition chimique de substances du bois tels que terpènes et acides gras insaturés ; le formaldéhyde est produit en tant qu’émission secondaire • de la thermolyse (décomposition sous l’effet de la chaleur, par exemple lors du séchage) des composants principaux du bois comme la lignine, l’hémicellulose et la cellulose ; le plus souvent, ceci n’est significatif que pendant le processus de transformation Hêtre :

Epicéa : Pin : Douglas : Chêne :

4.6

Figure 14 : Revêtement avec des papiers décor (production industrielle)

Formaldéhyde

Les essences de bois avec une proportion importante de substances sont par ex. le chêne (Quercus robur), le bouleau (Betula pendula), le pin (Pinus silvestris) ; celles qui, au contraire, ont une proportion moindre sont l’épicéa (Picea abies) et surtout le peuplier. Les substances du hêtre sont aussi faibles.

La liste suivante montre le dégagement de formaldéhyde du bois naturel. Les valeurs d’émission pour toutes les essences de bois sont si minimes qu’elles peuvent être négligées (les valeurs restent dans la plage du ppb : 1 ppb = 0,001 ppm ; valeur de référence = 0,1 ppm).

frais/humide : 0,002 ppm frais/humide : 0,003 ppm frais/humide : 0,003 ppm frais/humide : 0,004 ppm frais/humide : 0,009 ppm

sec : 0,003 ppm sec : 0,004 ppm sec : 0,005 ppm sec : 0,005 ppm sec : 0,004 ppm

Influence du revêtement des panneaux

4.6.1 Mode de fonctionnement Le revêtement par des papiers décor agit comme frein à la diffusion, par ex. pour les parquets stratifiés, les faces et plans de travail de cuisine en panneaux de particules ou de fibres. Les surfaces revêtues empêchent autant une diffusion de l’extérieur vers l’intérieur (saleté, humidité) que de l’intérieur vers l’extérieur (formaldéhyde, acides organiques du bois, etc.) Avec cela, les dérivés du bois plaqués peuvent avoir un potentiel de dégagement de formaldéhyde (et d’autres substances organiques) de même niveau, voire nettement inférieur, que celui du bois massif [34].

Les connaissances les plus récentes affirment que le revêtement industriel de panneaux au moyen de méthodes standardisées modernes limite fortement autant l’émission de formaldéhyde que de COV (substances organiques volatiles) (jusqu’à un facteur 1:100) [35].

L’effet de barrière d’un revêtement peut, par exemple, être illustré par les parquets stratifiés (figure 15). La recherche montre que les panneaux de la classe E1 avec un revêtement stratifié de résine mélamine se tiennent dans la même plage d’émission de formaldéhyde que le bois naturel. L’utilisation d’un panneau E1 à l’intérieur dépend ainsi essentiellement du fait que ce produit soit brut ou revêtu industriellement [36].

18

ppm 0,120

brut après ponçage panneaux posés

0,110 0,100

valeur limite E1 valeur limite ‹ ange bleu › bois naturel, basse bois naturel, élevée

0,090 0,080 0,070 0,060 0,050 0,040 0,030 0,020 0,010 0 MDF 1

MDF 2

MDF 3

MDF 4

4.6.2 Revêtements de panneaux recommandés Les revêtements de panneaux peuvent avoir des effets de barrière significatifs ou plus réduits. Un revêtement agit en tant que réducteur d’émission seulement si toutes les surfaces significatives (supérieure et inférieure) sont recouvertes d’une couche étanche. Les exécutions avec une seule face revêtue sont insuffisantes (le plus souvent la face visible du panneau).

Les revêtements suivants peuvent être recommandés [34] : • papier, d’au moins 70 g/m2, imprégné de mélamine, appliqué en usine (procédé de revêtement selon la norme européenne analogue à DIN 68765), par ex. panneaux de meubles revêtus industriellement, parquets stratifiés fabriqués industriellement (HPL, CPL) ; l’imprégnation de mélamine agit en tant que duroplaste et, en combinaison avec le papier, équivaut à une vitrification.

• feuille d’apprêt en papier de 120 g/m2 au minimum, sans formaldéhyde, appliquée en usine et couche de vernis d’au moins 100 g/m2

MDF 5

MDF 6

Source : Marutzky, gutachterliche Stellungnahme WKI Nr. 642/96

Figure 15 : Analyse du formaldéhyde de parquets stratifiés (après ponçage du panneau brut et en tant que panneau posé). Les valeurs d’émission déterminantes pour la charge polluante des locaux sont celles des panneaux posés [36].

Formaldéhyde

Panneau de Panneau de particules particules

• dispersion à base de résine acrylique (peinture couvrante), avec une proportion de matière sèche d’au moins 53 %, appliquée en usine à raison de 95 g/m2, recouverte d’un vernis à base de résine acrylique, durcissant aux UV, avec une proportion de matière sèche d’environ 98 % appliquée à raison d’au moins 8 g/m2 • laque polyuréthane à deux composants (peinture couvrante), avec une proportion de matière sèche d’environ 85 % appliqué à raison d’au moins 300 g/m2 • placages de bois EN 636/14279 et une couche de vernis transparent appliqué à raison d’au moins 150 g/m2, en fonction du système de vernis Le revêtement appliqué en usine correspond à une fabrication industrielle avec des processus de production standardisés et un pilotage selon des paramètres de contrôle de qualité. Voir les détails de la directive sur la classification et le contrôle des panneaux dérivés du bois relatifs au dégagement de formaldéhyde. (directive DIBt 100) [34].

19

5

Formaldéhyde

Facteurs d’influence pour les concentrations de formaldéhyde 5.1

Facteurs d’influence dans la phase de projet

5.1.1 Situation et emplacement Les émissions de formaldéhyde des dérivés du bois ne jouent un rôle qu’à l’intérieur des locaux. Les utilisations à l’extérieur n’ont, de ce point de vue, aucune importance. A l’intérieur, aux endroits exposés aux effets du chauffage ou du rayonnement solaire, les températures peuvent être localement très élevées, augmentant ainsi fortement le dégagement de formaldéhyde des dérivés du bois. Selon l’emplacement, il peut aussi exister un taux d’humidité élevé qui renforce les émissions (voir chap. 5.3.1 pour l’influence de la température et de l’humidité de l’air des locaux). Les emplacements exposés sont avant tout : • à proximité d’un radiateur, habillages de conduites de chauffage • habillages d’embrasures, de rebords de fenêtre, habillages de puits de lumière • proches de sources d’humidité (par ex. salle de bain) ou d’endroits où l’humidité de l’air est élevée (par ex. zones des fenêtres) 5.1.2 Charge du local Sous ‹ charge du local ›, on comprend le rapport entre la surface d’émission et le volume de la pièce (A/V), c.-à-d. concrètement la quantité en m2 de dérivés du bois utilisés par m3 de volume du local.

Les petites chambres présentent une charge de local plus élevée que leurs variantes de grand volume équipées de manière analogue parce que le rapport A/V est inversement proportionnel au volume.

Puisque les substances nocives sont dégagées par la surface des matériaux, une charge du local élevée

5.2

implique – sous les mêmes conditions d’aération – une plus grande concentration dans l’air que lorsque la charge du local est plus faible. Sous des conditions contrôlées, comme celles qui règnent dans une chambre de test, la quantité de substances nocives s’échappant du matériau par unité de temps et de surface (taux d’émission) peut être calculée en fonction de la concentration dans l’air de l’enceinte.

Dans le sens contraire, à partir d’un taux d’émission connu, il est possible de calculer la concentration qui s’établira dans l’air de la pièce en fonction d’une charge de local et d’un renouvellement d’air déterminés. En réalité, de telles estimations ne sont pas fiables (avant tout en raison des effets de pompage – voir chap. 5.3.3).

En principe : plus la surface de produits émettant du formaldéhyde est grande, plus la concentration de ce gaz dans l’air sera élevée. Mais divers facteurs, qui doivent être pris en considération pour l’estimation de la concentration effective dans l’air intérieur, peuvent interférer (voir chap. 6.1 : importants facteurs d’influence). Le choix du produit et sa transformation selon les règles de l’art sont décisifs. Si les recommandations sont respectées (cf. chap. 6.2 : choix correct des produits et du façonnage) les concentrations de formaldéhyde dans les locaux restent faibles, même en cas d’utilisation de grandes surfaces de panneaux.

Facteurs d’influence lors de l‘exécution

5.2.1 Revêtement artisanal Lors des travaux de finition avec la pose artisanale d’un revêtement, une matière supplémentaire est introduite, à savoir l’agent de liaison entre le dérivé du bois et le matériau de revêtement. Si ce dernier est un placage de bois, un autre composant lui est souvent associé : un vernis pour des différenciations optiques. Ainsi, un dérivé du bois revêtu artisanale-

ment est fréquemment constitué de quatre composants dont le potentiel de dégagement de formaldéhyde devrait être vérifié. L’expérience montre que le revêtement artisanal donne occasionnellement lieu à des problèmes de formaldéhyde survenant ultérieurement parce que les principes suivants ne sont pas considérés :

20

Emission de formaldéhyde [ppm] 0,12

0,10

0,08 Source: Kronospan Schweiz AG/WKI

Figure 16 : Influence du revêtement de panneaux de meubles avec collage UF sur l’émission de formaldéhyde [37]

Formaldéhyde

0,06

0,04

0,02

0 Panneau de particules, non revêtu

Panneau de particules, revêtu, chants vitrifiés

Panneau de particules, revêtu, sans vitrification des chants

• la combinaison problématique de composants utilisés en relation avec la dissociation du formaldéhyde. Ainsi, par ex., des colles PVAc, dissociant des acides, utilisées pour le revêtement peuvent libérer plus de formaldéhyde d’un panneau MUF brut que celui-ci n’en aurait jamais émis. De même, des émissions de formaldéhyde supplémentaires et plus fortes peuvent provenir du matériau de revêtement ou du vernis recouvrant les surfaces [35].

• la combinaison des matériaux (panneau support, colle utilisée en supplément, matériau de revêtement, éventuelles couches de vernis) doit être comprise comme un système global. Les interactions chimiques entre les composants doivent être comprises et, en cas de doute, être discutées avec les fabricants.

• lors de l’utilisation de panneaux UF E1 usuels bruts, toutes les surfaces émettent du formaldéhyde (pas seulement les chants et les perforations) si le revêtement artisanal n’a pas été exécuté, sur les faces supérieure et inférieure, avec un matériau étanche à la diffusion.

En raison de la complexité du thème (les composants de la colle du panneau support peuvent interagir avec le revêtement), il est recommandé de n’utiliser, pour tout composant, que des produits libres de formaldéhyde. En cas d’utilisation d’un panneau brut E1 non dépourvu de formaldéhyde, il est particulièrement important de prendre en compte les indications du chap. 4.6.2 (revêtements de panneaux recommandés).

Panneau de particules, revêtu, 2 chants vitrifiés (longueur)

Panneau de particules, revêtu, 2 chants vitrifiés (longueur), y.c. perforations

5.2.2 Façonnage de la surface du panneau En cas d’utilisation de panneaux surfacés dont l’âme est à base d’un système de colle émettant du formaldéhyde (par ex. résine UF), la fonction de protection du revêtement ne doit pas être réduite par de grandes modifications de la surface du panneau.

Les surfaces importantes quant aux émissions sont modifiées par : • perforations/rainures pour des panneaux acoustiques • rainures d’aération dans les embrasures de fenêtres • une grande quantité de trous/rainures pour la pose de rayons La fabrication de panneaux acoustiques doit être planifiée avec un soin particulier. La trame standard d’un panneau acoustique induit pratiquement un doublement de sa surface. Sur les panneaux multiplis, les perforations peuvent traverser les couches de colle et multiplier ainsi les émissions de formaldéhyde.

Mis en place, un panneau revêtu industriellement qui respecte E1 (0,1 ppm) sous sa forme brute, diffusera dans l’air ambiant moins de la moitié de la quantité autorisée d’émission de formaldéhyde, même si ses chants ne sont pas vitrifiés et si des perforations trouent sa surface. Les chants non vitrifiés et les perforations effectuées correspondent à la transformation normale qui fait d’un panneau un meuble.

21

5.3

Autres facteurs d’influence

5.3.1 Température et humidité de l’air du local Des températures et une humidité relative de l’air élevées favorisent le dégagement de formaldéhyde des dérivés du bois et peuvent ainsi conduire à une plus forte concentration de ce gaz dans l’air intérieur [11]. Cependant, une plus grande humidité de l’air n’a pas d’importance pour les panneaux encollés avec des systèmes sans formaldéhyde ou fixant fortement ce dernier (par ex. PMDI ou résines phénoliques). Ceci est aussi valable pour les dérivés du bois revêtus, car ici la feuille de résine agit comme barrière à la diffusion. Des températures et une humidité relatives de l’air basses agissent dans le sens contraire. Il est possible de déduire de ces observations certaines règles pour l’évaluation des concentrations de formaldéhyde mesurées.

Prenons par exemple une concentration de formaldéhyde de 60 µg/m3 mesurée dans l’air intérieur d’un bâtiment. La mesure est effectuée en automne sous des conditions de climat intérieur typiques (température 23 °C, humidité relative de l’air 45 %).

Dans le courant de l’année, la température et l’humidité de l’air peuvent être soit plus basses, soit plus élevées. Par conséquent, les concentrations en formaldéhyde peuvent varier mais ne pourront atteindre la plage des valeurs de référence de l’OFSP qu’en plein été. Par contre, la même concentration de 60 µg/m3 mesurée en situation hivernale avec une température de 21 °C et une humidité relative de l’air de 30 % cache un potentiel de risque considérable car il faut s’attendre à de fréquents dépassements de la valeur de référence en été.

5.3.2 Renouvellement de l’air Le contenu de substances nocives dans l’air intérieur d’un bâtiment dépend étroitement de l’étanchéité de son enveloppe et du renouvellement de l’air ambiant [11] [38]. Dans les bâtiments avec aération par les fenêtres, enveloppe étanche et taux de renouvellement d’air de 0,1 à 0,2 h-1, on peut trouver des concentrations de substances nocives sensiblement plus élevées que dans ceux possédant une aération mécanique (renouvellement usuel de l’air de 0,3 à 0,6h-1) ou qui sont mal isolés avec une enveloppe perméable (air renouvelé jusqu’à plusieurs

5.4

Formaldéhyde

fois). Une élévation des taux de renouvellement de l’air grâce à une aération plus fréquente par les fenêtres ou le choix d’un palier supérieur dans l’installation mécanique de ventilation peut améliorer la qualité de l’air des locaux. Ceci peut être judicieux comme mesure d’accompagnement pendant les premières semaines dans les constructions neuves ou après une rénovation. Cependant, on devrait tendre en principe à une qualité des matériaux de construction dont l’émission de substances nocives est la plus faible possible plutôt qu’à la réduction ultérieure de la concentration de ces substances par des moyens techniques (aération mécanique) [38].

Ceci est surtout valable pour les émissions à long terme.

5.3.3 Effets de pompage Le terme de pompage est utilisé lorsque des matériaux de construction peuvent absorber des substances nocives. Le formaldéhyde de l’air ambiant peut être fixé par la surface du matériau. Selon la matière, le formaldéhyde peut être plus ou moins retenu et renvoyé dans l’air de la pièce. De cette manière les pointes de concentration dans l’air ambiant peuvent être atténuées mais, par contre, les charges polluantes subsistent sur une plus longue durée [39]. Ainsi un plafond de plâtre dans un local peut devenir une source importante, voire présenter après un certain temps des émissions plus fortes que la source d’origine dont les émissions ont diminué (exemple de cas dans [40]). En cas d’émission de formaldéhyde limitée et de courte durée, le pompage peut effectivement restreindre les concentrations de ce gaz voire les éliminer. Cependant, si l’émission est durable, l’effet de pompage n’agit que jusqu’au ‹ remplissage du réservoir ›. Chaque pompage peut se transformer en source dans certaines conditions, par ex. avec une température ou une humidité de l’air plus élevée (diffusion de formaldéhyde à partir de plaques de plâtre) [40]. C’est pourquoi les effets de pompage ne peuvent pas être pris en compte comme des mesures de réduction planifiables.

Emissions de formaldéhyde d’autres matériaux de construction

A l’intérieur, on emploie aujourd’hui le plus souvent, à la place des matériaux à base de solvants comme les peintures et les colles, des produits à base aqueuse auxquels on ajoute des biocides pour leur conservation en pot. Depuis quelques années, ces derniers deviennent de plus en plus des sources d’émission

de formaldéhyde. Ils sont avant tout utilisés dans des dispersions de résine synthétique. Pour les peintures, avec la minceur des couches, ceci ne devrait induire des concentrations de formaldéhyde plus élevées que pour une courte durée (quelques jours) Lors de l’emploi d’agents conservateurs dans des

22

crépis acoustiques de plusieurs millimètres d’épaisseur, et en fonction du système, de très grandes surfaces peuvent sans autre augmenter les concentrations de formaldéhyde pendant plusieurs semaines à plusieurs mois. Dans des cas particuliers, des dépassements des valeurs de référence peuvent même être constatés.

De fortes concentrations de formaldéhyde peuvent être provoquées par les vitrifications de parquet durcissant à l’acide. Il est fait mention de cas avec un dépassement de plusieurs fois la valeur de référence. A cause de l’émission initiale très élevée, ces charges extrêmes peuvent encore, selon les circonstances, être constatées après plusieurs semaines.

Pour cette raison, il est recommandé de ne plus utiliser ces produits. Les vitrifications appliquées en usine (parquets finis), pour lesquelles sont employés des produits acryliques sans formaldéhyde ni solvant, sont appropriées. Pour les vitrifications mises en œuvre sur le chantier, les vernis aqueux modernes (dispersions acryliques PU) conviennent.

Pour les traitements spéciaux on peut utiliser les vernis polyuréthanes (laques DD).

Lors de réactions chimiques entre substances et/ou matériaux, du formaldéhyde peut être formé et diffusé dans l’air en tant qu’émission secondaire. Ainsi,

5.5

Formaldéhyde

dans des expériences au cours desquelles on a introduit de l’ozone dans des enceintes avec divers matériaux de construction, on a régulièrement constaté une augmentation de la concentration de formaldéhyde dans l’air ambiant [41]. Dans ce cas, ce gaz se forme principalement à la surface des matériaux où des liaisons organiques insaturées peuvent rapidement réagir chimiquement avec l’ozone (oxydation) [42]. Des substances naturelles définies, comme les terpènes, réagissent particulièrement fortement avec l’ozone, à tel point que ces réactions peuvent même se produire dans l’air ambiant. Une autre possibilité est la décomposition des matériaux sous l’influence de l’humidité et de la chaleur, analogue à la réaction réversible des résines formaldéhydes décrite précédemment. Cette problématique n’a pas encore été suffisamment explorée. En règle générale, ces sources secondaires ne devraient apporter qu’une faible contribution à la pollution de l’air intérieur. La pratique nous indique cependant que, dans de rares cas et avec des sources de grande surface, de telles émissions pourraient être significatives, par ex. lors de réactions entre la colle du revêtement de sol et un substrat (trop) humide (littérature complémentaire : [39] [43]).

Influences de l’équipement et de l’utilisation

D’autres sources de formaldéhyde peuvent être amenées dans les locaux par les utilisateurs du bâtiment et les habitants. Ce sont principalement les meubles en matériaux dérivés du bois qui sont significatifs pour la qualité de l’air intérieur ; dans ce cas, comme pour l’emploi des dérivés du bois dans la construction, la hauteur des émissions dépend des liants utilisés, de la qualité des panneaux et surtout des influences du façonnage tels que les chants ouverts et les perforations. Les textiles, comme par ex. les rideaux traités avec des résines formaldéhydes pour les rendre infroissables, peuvent représenter une autre source significative d’émission.

Le formaldéhyde se forme dans tous les processus de combustion ; parmi ceux-ci, la source la plus importante dans les pièces est la fumée du tabac [38].

Fumer dans une pièce avec un faible renouvellement d’air peut rapidement provoquer des pointes de concentration en formaldéhyde dépassant largement 0,1 ppm. Des mesures à long terme montrent que la fumée du tabac est responsable jusqu’à un quart de la pollution au formaldéhyde. Des concentrations supérieures à 0,1 ppm peuvent aussi survenir lors de la combustion de bâtonnets d’encens [44]. En cas d’utilisation fréquente, ils peuvent ainsi représenter une contribution importante à l’en-

semble de la pollution [45]. D’autres sources comme par ex. l’utilisation d’un chauffage à gaz ou la flamme de bougies ont une signification moindre sur la qualité de l’air intérieur. De même, l’air extérieur, avec un contenu de seulement quelques microgrammes de formaldéhyde par mètre cube, n’a pas d’influence déterminante sur les concentrations de l’air des locaux.

Une série d’autres sources comme les produits de nettoyages et les cosmétiques (par ex. vernis à ongles) ainsi que certains appareils (par ex. toaster) peuvent diffuser du formaldéhyde dans l’air. Leur contribution à la pollution de l’air est difficile à quantifier. Mais, sur la base d’estimations chiffrées tirées de scénarios d’exposition, on peut en déduire que ceux-ci n’agissent que très faiblement sur les concentrations dans l’air intérieur avec des émissions le plus souvent sporadiques [1].

23

6

Formaldéhyde

Recommandations quant aux produits et à leur utilisation 6.1

Importants facteurs d’influence

La concentration de formaldéhyde dans l’air peut être influencée par différents facteurs. Les points suivants sont déterminants : Facteurs importants lors du choix des produits Quels systèmes de colle sont utilisés ?

Le panneau utilisé est-il revêtu (étanche à la diffusion, revêtement appliqué industriellement) ?

Chap. 4.2: Influence des systèmes de colles Chap. 4.6: Influence du revêtement des panneaux

Facteurs importants lors de la planification Les panneaux utilisés sont-ils exposés à de hautes Chap. 5.1.1: Situation et emplacement températures (par ex. près de radiateurs) et/ou une humidité élevée (par ex. dans la zone des fenêtres) ?

Les produits sont-ils mis en oeuvre sur de grandes surfaces ? Chap. 5.1.2: Charge du local Facteurs importants lors de l’exécution Le panneau sera-t-il revêtu ultérieurement de manière artisanale ?

Le panneau sera-t-il modifié ultérieurement pour l’usage par des rainures, des perforations, etc. ?

Autres facteurs d’influence enveloppe du bâtiment particulièrement étanche et faible renouvellement de l’air matériaux contenant du formaldéhyde dans les peintures, agents conservateurs, etc. facteurs liés à l’utilisation par la mise en œuvre d’équipements émettant du formaldéhyde (par ex. rideaux) ou résidus (par ex. fumée de cigarette)

Chap. 5.2.1: Revêtement artisanal Chap. 5.2.2: Façonnage de la surface du panneau

Chap. 5.3.2: Renouvellement de l’air Chap. 5.4: Emissions de formaldéhyde d’autres matériaux de construction Chap. 5.5: Influences de l’équipement et à l’utilisation

24

6.2

Formaldéhyde

Choix correct des produits et du façonnage

Le choix correct des produits est un facteur décisif pour le respect des exigences posées à la construction (climat, statique, confort de l’habitat, etc.). Ceci est aussi valable avec une ampleur particulière pour les exigences relatives à la santé. Il faut ici d’une part respecter les indications du fabricant quant au domaine approprié (par ex. la résistance à

Panneaux bruts à l’intérieur

Panneaux revêtus en usine (industriels)

En cas de revêtement artisanal

Façonnage

Domaine acoustique

Aux endroits exposés avec des températures élevées et dans des zones humides/mouillées

Pour des recommandations quant à l’utilisation, voir aussi le moyen auxiliaire 1 : Matrice d’utilisation pour la mise en œuvre correcte des dérivés du bois à l’intérieur

l’humidité), et d’autre part considérer les principes de base des systèmes de colle (caractéristiques principales, domaine d’utilisation) peuvent être pris en considération.

En résumé, en ce qui concerne le formaldéhyde, les critères suivants sont déterminants :

utiliser des panneaux libres de formaldéhyde (PMDI, PU/PUR, PVAc) ou des systèmes de colles liant fortement le formaldéhyde (résines phénoliques). utiliser des panneaux support E1 avec l’apport d’un revêtement étanche à la diffusion (par ex. revêtement de résine mélamine). Des produits encollés avec des résines MUF/UF peuvent être utilisés comme panneaux support. utiliser des produits sans formaldéhyde pour tous les composants (panneau support, colle employée ultérieurement, matériau de revêtement, éventuelles autres couches de vernis) (par ex. panneau brut PMDI avec une colle PVAc pour le revêtement). En cas de mise en œuvre d’un dérivé du bois qui ne serait pas sans formaldéhyde, il faut utiliser un panneau support E1 et un revêtement étanche à la diffusion sur les faces supérieure et inférieure. les panneaux revêtus ne doivent pas être rainurés (forte augmentation de la surface). L’usinage normal (par ex. le nombre usuel de perforations pour le montage du meuble, la coupe des longs côtés à la bonne mesure) a une faible influence sur le dégagement de formaldéhyde. utiliser des panneaux acoustiques ; les panneaux support doivent être sans formaldéhyde ou lier fortement cette substance (résines phénoliques).

Pas de rainurage/perforation ultérieure de panneaux E1 (forte augmentation des surfaces). n’utiliser que des panneaux sans formaldéhyde ou avec un revêtement étanche à la diffusion appliqué industriellement, appropriés au domaine d’utilisation correspondant. Ne pas modifier le produit par un rainurage.

25

7

Formaldéhyde

Mesures d’assurance qualité

Pour l’assurance qualité, les points suivants doivent être observés pendant la phase de projet et l’exécution :

•

Fournisseur

Exécution

Etape du travail Définir les exigences posées aux produits : ces exigences doivent être définies par le projeteur d’entente avec le maître d’ouvrage. En plus des caractéristiques techniques et esthétiques, on y trouve aussi ce qui concerne le comportement quant aux émissions. La matrice d’utilisation peut servir ici de base de décision.

Planification de l’exécution : élaborer la matérialisation et la planification de détail, ainsi que le dossier d’appel d’offres avec des exigences précises quant aux matériaux.

Avant l’adjudication, contrôler que les produits mis en œuvre remplissent les exigences.

Exiger les spécifications des dérivés du bois quant à leur impact sur la problématique du formaldéhyde : tous les dérivés du bois mis en œuvre (ainsi que les autres produits) doivent correspondre aux exigences. Les fournisseurs et les exécutants doivent fournir les spécifications de leurs produits relatives à leurs caractéristiques d’émission (classe d’émission, valeurs limites d’émission de formaldéhyde).

Planification de la production et du montage : les étapes de travail planifiées (revêtement industriel ou artisanal, autre façonnage des surfaces, montage) doivent être prises en considération et les mesures nécessaires à une exécution conforme aux règles de l’art appliquées.

Contrôle du produit : les produits livrés doivent être contrôlés sur le plan de leur conformité au profil exigé.

Contrôle final des applications mises en place : après le montage, il faut s’assurer par un contrôle final que les produits ont été mis en œuvre et posés conformément à l’utilisation planifiée.

Entreprise

Phase de projet

Projeteur

responsable x participant

x

•

•

Ressource matrice d’utilisation

•

•

• •

x

liste de produits

matrice d’utilisation

26

8

Formaldéhyde

Normes, littérature

Normes Déterminations du formaldéhyde SN EN 120: Panneaux à base de bois – Détermination de la teneur en formaldéhyde – Méthode d’extraction dite méthode au perforateur SN EN 717: Panneaux à base de bois – Détermination du dégagement de formaldéhyde Partie 1: Emission de formaldéhyde par la méthode à la chambre Partie 2: Emission de formaldéhyde par la méthode d’analyse de gaz Partie 3: Dégagement de formaldéhyde par la méthode au bocal SN EN 1084: Contreplaqué – Classes d’émission de formaldéhyde déterminées par la méthode d’analyse de gaz Dérivés du bois SN EN 300: Panneaux de lamelles minces, longues et orientées (OSB) – Définitions, classifications et exigences SN EN 312: Panneaux de particules – Exigences SN EN 622: Panneaux de fibres – Exigences Partie 1: Exigences générales Partie 2: Exigences pour panneaux durs Partie 3: Exigences pour panneaux mi-durs Partie 4: Exigences pour panneaux isolants Partie 5: Exigences pour panneaux obtenus par procédé à sec (MDF) SN EN 634: Panneaux de particules liées au ciment – Exigences SN EN 636: Contreplaqué – Exigences SN EN 13353: Bois panneautés (SWP) – Exigences SN EN 13986: Panneaux à base de bois destinés à la construction – Caractéristiques, évaluation de conformité et marquage SN EN 14374: Structures en bois – LVL (Lamibois) – Exigences Climat des locaux / santé DIN ISO 16000: Pollutions de l’air intérieur

[5] Gehrmann, S.: Wissenschaftler geben Entwarnung für Formaldehyd. Deutliche Kritik an der IARC-Einstufung, Holz-Zentralblatt, Nr. 46, S. 1293, vom 16.11.2007 [6] WHO: Regional Publications, Air Quality Guidelines for Europe, 2nd Edition, European Series No. 91, WHO Regional Office for Europe, Copenhagen, 2000 [7] Observatoire de la qualité de l’air intérieur (OQAI): Campagne nationale Logements: Etat de la qualité de l’air dans les logements français. Rapport final. Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB), Département Développement Durable, Division Santé, Nov. 2006 [8] Bekanntmachung des Umweltbundesamtes: Vergleichswerte für flüchtige organische Verbindungen (VOC und Aldehyde) in der Innenraumluft von Haushalten in Deutschland. Ergebnisse des repräsentativen Kinder-Umwelt-Surveys (KUS) des Umweltbundesamtes. Bundesgesundheitsblatt – Gesundheitsforschung – Gesundheitsschutz 51, S. 109–112, 2008 [9] Amt für Hochbauten Stadt Zürich: Jahresberichte Raumluftmessungen, 2001–2007 [10] LIWOTEV: Luftqualität in Wohnbauten mit tiefem Energieverbrauch, Schlussbericht, Bau- und Umweltchemie Beratungen und Messungen AG, Zürich/HTA Luzern, 2007 [11] Wanner, H.U. and Kuhn, M.: Indoor air pollution by building materials. Environment International 12, S. 311–315, 1986 [12] RAL: Vergabegrundlage für Umweltzeichen. Emissionsarme Produkte aus Holz und Holzwerkstoffen RAL-UZ 38. RAL Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.V., Sankt Augustin, Ausgabe April 2002 [13] RAL: Vergabegrundlage für Umweltzeichen. Emissionsarme Holzwerkstoffplatten RAL-UZ 76. RAL Deutsches Institut für Gütesicherung und Kennzeichnung e.V., Sankt Augustin, Ausgabe Feb. 2006 [14] Natureplus: Vergaberichtlinie 0200 für die Produktegruppe ‹ Holz und Holzwerkstoffe ›, Natureplus e.V., Neckargmünd, Ausgabe Nov. 2004

prEN 15052: Revêtements de sol résilients, textiles et stratifiés. – Evaluation et spécification pour les émissions de composés organiques volatils (COV)

[15] Verein eco-bau: Nachhaltigkeit im öffentlichen Bau, http://www.eco-bau.ch

Collage EN 204: Classification des colles thermoplastiques pour bois à usages non structuraux

[17] Marutzky, R., Wijinendaele, K., Meyer, B.: EPF Formaldehyde Testing Project – Results and First Evaluation, Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Braunschweig, 2007

EN 205: Adhésifs pour bois à usages non structuraux – Détermination de la résistance à la rupture des joints à recouvrement par l’essai de cisaillement en traction EN 12765: Classification des colles à bois à résine thermodurcissable à usages non structuraux EN 302: Adhésifs pour structures portantes en bois – Méthodes d’essai Littérature [1] BfR Bundesinstitut für Risikobewertung: Inhalative Exposition des Verbrauchers gegenüber Formaldehyd. Diskussionspapier des BfR vom 30. April 2005, aktualisiert am 24. Juli 2006 [2] OFSP Office fédéral de la santé publique: Formaldehyd in der Innenraumluft – Informationen für Fachleute, Bern, 2008, http://www.wohngifte.admin.ch > Schadstoffe [3] IARC: Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Vol. 88 Formaldehyde, 2-Butoxyethanol and 1-tert-Butoxypropan-2-ol. International Agency for Research on Cancer, Lyon, Dez. 2006 [4] Marutzky, R.: Formaldehyd – chemischer Grund- und Gefahrstoff, Sachstand und kritische Anmerkung zur aktuellen Diskussion um die Einstufung als krebserzeugender Arbeitsstoff, Holz-Zentralblatt Nummer 28, S. 818, vom 14.07.2006

[16] Verein Minergie: http://www.minergie.ch

[18] Dunky, M., Niemz, P.: Holzwerkstoffe und Leime. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 2002 [19] DGfH Deutsche Gesellschaft für Holzforschung e.V.: Merkblatt Richtlinie zur Durchführung von Formaldehydmessungen in Häusern aus Holz und Holzwerkstoffen, Empfehlungen für Minderungsmassnahmen, August 1993, München [20] VDI-Richtlinie 4300 Blatt 3: Messen von Innenraumluftverunreinigungen, Messstrategie für Formaldehyd (1997), Düsseldorf [21] Deppe, H.-J., Ernst, K.: Taschenbuch der Spanplattentechnik.

Leinfelden-Echterdingen: DRW-Verlag, 4. überarbeitete Auflage (2000), 1977 [22] Marutzky, R.: Volatile organische Verbindungen aus Holzwerkstoffen und Möglichkeiten der Verminderung, in: Umweltschutz in der Holzwerkstoffindustrie, Fachtagung Juni 98, Göttingen, S. 131–151, 1998 [23] Roffael, E.: Die Formaldehyd-Abgabe von Holzspanplatten und anderen Werkstoffen. Stuttgart: DRW-Verlag, 1982 [24] Roffael, E.: Einfluss des Formaldehydgehaltes in Harnstoffharzen auf ihre Reaktivität und die Formaldehydabgabe damit gebundener Spanplatten. Holz als Roh- und Werkstoff, 34. Jahrgang, S. 385–390, 1976

27

[25] Ambrozy, H.G., Giertlová, Z.: Holzwerkstoffe, Planungshandbuch Technologie – Konstruktion – Anwendung. Springer-Verlag, Wien, 2005 [26] Sambeth, B. Holz und Holzwerkstoffe in Haefele et al.: Baustoffe und Ökologie, Bewertungskriterien für Architekten und Bauherren. Ernst Wasmuth Verlag, Tübingen, 1996 [27] Pizzi, A., Pichelin, F.: Forschungsreihe alternativer Klebstoffsysteme, Biel, 2004 [28] Marutzky, R.: Formaldehydabgabe von Spanplatten in Abhängigkeit vom Bindemittel, Arbeitstitel: Regulated Dangerous Substances: Stand der Diskussionen in Deutschland und Europa – Auswirkungen auf den Holzwerkstoffbereich. 7. Holzwerkstoffkolloquium des Instituts für Holzforschung, Dresden, 14.12.2007 [29] Richter, K.: Ökologische Beurteilung von Holzwerkstoffen. In: tec21, sia-Sonderdruck aus Heft 13/2002, Werkstoffe aufgerollt, Zürich, 2002 [30] Boehme, C.: Einfluss verschiedener Prozessstufen bei der Herstellung von Holzwerkstoffen auf die Formaldehydabgabe dieser Platten, Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Braunschweig, 2007 [31] Mânson, B., Roffael, E.: Formaldehydfrei wie gewachsenes Holz: Was bedeutet das? In: Holz-Zentralblatt 125, S. 98ff, 1999 [32] Krieg, H.U.: Formaldehyd aus natürlichem Holz. In: Umwelt, Gebäude und Sicherheit. Ergebnisse des 6. Fachkongresses der Arbeitsgemeinschaft ökologischer Forschungsinstitute AGÖF, 2001 [33] Meyer, B., Boehme, C.: Formaldehyd-Abgabe von natürlich gewachsenem Holz. In: Holz-Zentralblatt 120, S. 1969ff, 1971, 1972 bzw. als WKI-Mitteilung 623/94, 1994 [34] DIBt-Richtlinie 100: Richtlinie über die Klassifizierung und Überwachung von Holzwerkstoffplatten bezüglich der Formaldehydabgabe. Mit Anlage zum Verzeichnis von Beschichtungen, Deutsches Institut für Bautechnik, 1994 [35] Zeppenfeld G., Grunwald D.: Klebstoffe in der Holz- und Möbelindustrie, 2. völlig überarbeitete und erweiterte Auflage, DRWVerlag, Weinbrenner, 2005

9

Moyens auxiliaires Les aides ci-dessous sont à disposition sur le site www.cedotec.ch Moyen auxiliaire 1: Matrice d’utilisation pour la mise en œuvre correcte des dérivés du bois à l’intérieur Moyen auxiliaire 2: Liste de produits : liste des produits adaptés à une utilisation en intérieur ; régulièrement mise à jour

10

Partenaires du projet Amt für Hochbauten Stadt Zürich OFSP Office fédéral de la santé publique Empa Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt FRM Fédération suisse romande des entreprises de menuiserie, ébénisterie et charpenterie bois 21, programme d’encouragement de l’Office fédéral de l’environnement OFEV Holzbau Schweiz DBS Dérivés du Bois Suisse Kronospan Schweiz AG Verein eco-bau VGQ Schweizerischer Verband für geprüfte Qualitätshäuser VSSM Verband Schweizerischer Schreinermeister und Möbelfabrikanten

Formaldéhyde

[36] Marutzky, R.: Gutachterliche Stellungnahme Nr. 642/96 zu umweltrelevanten Eigenschaften von Laminatfussböden, Fraunhofer-Institut für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Braunschweig, 1996 [37] Kronospan Schweiz AG/WKI: Formaldehydabgabe in der 1m3-Prüfkammer, WKI-Prüfbericht Nr. B953 zu einer Messreihe von unterschiedlich bearbeiteten Spanplatten der Kronospan Schweiz AG, 1996 [38] Waeber, R. und Wanner, H.U.: Luftqualität in Innenräumen.

Schriftenreihe Umwelt Nr. 287, Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft BUWAL (heute Bundesamt für Umwelt BAFU), Bern, 1997 [39] Zellweger, C., Hill, M., Gehrig, R., Hofer, P.: Schadstoffemissionsverhalten von Baustoffen, Methodik und Resultate (2. Auflage), EMPA, Dübendorf, 1997 [40] Coutalides, R., Ganz, R. und Streuli, W.: Innenraumklima – Keine Schadstoffe in Wohn- und Arbeitsräumen. Werd-Verlag, Zürich, 2002 [41] Moriske, H.J., Ebert, G., Konieczny, L., Menk, G. und Schöndube, M.: Untersuchungen zum Abbauverhalten von Ozon aus der Aussenluft in Innenräumen. Gesundheits-Ingenieur 119, Heft 2, S. 90–97, 1998 [42] Weschler, C. J. Ozone in Indoor Environments: Concentration and Chemistry. Indoor Air 10, S. 269–288, 2000 [43] Schmid, P., Mengon, W., Schlatter, C.: Wohngifte – Fremdstoffe in der Luft von Innenräumen und mögliche Wirkungen auf den Menschen, Mitt Gebiete Lebensm. Hyg. 87, S. 587–603, Schwerzenbach, 1996 [44] Eggert, T. and Hansen, O. C.: Survey and emission of chemical substances from incense. Survey of chemical substances in consumer products, No. 39, Danish Environmental Protection Agency, 2004 [45] Ho, S. S. H. and Yu, J. Z.: Concentrations of formaldehyde and other carbonyls in environments affected by incense burning.

J. Environ. Monit. 4, S. 728–733, 2002

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Formaldéhyde

Impressum Dérivés du bois dans les locaux Bases et mesures pour la garantie d’une faible concentration de formaldéhyde dans l’air des locaux Editeur Lignum, Economie suisse du bois, Zurich Christoph Starck, Directeur Soutien décisif OFSP Office fédéral de la santé publique bois 21, programme d’encouragement de l’Office fédéral de l’environnement OFEV Responsable Bernhard Furrer, dipl. Ing. HTL, Lignum, Zurich Auteurs Hanspeter Fäh, dipl. Bauing. HTL/STV, Ingenieur- und Beratungsbüro für Holzbau, Thalwil Bernhard Furrer, dipl. Ing. HTL, Lignum, Zurich Beni Isenegger, lic. phil. nat., im puls GmbH, Berne Michael Pöll, Bauökologe, Amt für Hochbauten Stadt Zürich, Zurich Roger Waeber, dipl. Natw. ETH/SIA, Office fédéral de la santé publique, Berne

Crédits photographiques Page de titre : Agrandissement Scuola media, Castione Architecte : arch. dipl. eth fas Lorenzo Felder, Lugano Photographe : Milo Keller, Lausanne Figure 8 : Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, Braunschweig Figure 13 : Schmölzer, proHolz Austria, Wien Toutes les autres figures selon les indications de source, respectivement de littérature ou du © des auteurs, des partenaires du projet et de Lignum.

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Appui scientifique Dr. Klaus Richter, Diplom-Holzwirt, Empa, Dübendorf

LIGNUM Economie suisse du bois Falkenstrasse 26, 8008 Zurich Tel. 044 267 47 77 Fax 044 267 47 87 info@lignum.ch www.lignum.ch

Traduction Jean-Marie Rotzer, Colombier

1ère édition Parution en juillet 2008

Conception graphique BN Graphics, Zurich Impression Kalt-Zehnder-Druck AG, Zoug