Bol» lucomlitiAliblc. I^nirusailoii des bols

Généralité^i. — La faculté qu'ont les bois de s'enflammer facilement et de brûler en dégageant beaucoup de chaleur,

les rend précieux pour le chauffage, mais elle devient un inconvénient sérieux quand il s*agit deboismisen œuvre, dans les constructions notamment. Le bois est le meilleur aliment de rincendie, et cela est une des raisons qui lui font si souvent préférer le fer.

On s'est demandé s*il ne serait pas possible de rendre le bois incombustible, et on a poursuivi Tétude de ce problème avec beaucoup de persévérance. Les résultats obtenus ne sont pas parfaits, néanmoins ils sont capables de rendre de grands services : les bois traités sont toujours susceptibles de prendre feu, mais ils s'enflamment difficilement et brûlent avec peu ou pas de flamme et par suite ne propagent pas Tincendie.

On a émis, au sujet de Tincombustibilité des bois, telle qu'on peut l'effectuer actuellement, des jugements d'une sévérité trop rigoureuse, sans doute, mais fondées néanmoins sur l'observation de faits. MM. Edouard Atkinson et

Ch. L. Norton (1) ont fait des expériences sur la combustibilité des bois rendus non inflammables et réfractaires par Tactionde substances chimiques. Ils se servaient, pour cela, d'échantillons spécialement préparés dans ce but par les industriels, et qui devaient certainement réaliser les meilleures qualités possibles. Us constatèrent que les bois traités s*enflamment difficilement, lorsqu'ils sont faiblement exposés à la chaleur et pendant un temps assez court, qu'ils brûlent avec peu de flamme, mais que dans bien des cas ils continuent à brûler, constituant même un bois combustible susceptible de dégager beaucoup de chaleur. La chaleur extérieure détruit le bois traité à peu près aussi vite que le bois non traité.

Les bois ignifugés se travaillent difficilement. « Si c'est une garantie^ dit M. Norton en manière de conclusion, d'employer des bois injectés dans les grandes constructions, elle est si faible qu'on se demande s'il convient d'y recourir ».

Disons^ cependant, que l'ignifugation des bois rend des services et que des méthodes tout récemment instituées permettent d'en attendre mieux encore.

Les premiers travaux-, faits dans le but d'obtenir des bois incombustibles, datent de 1820 : un chimiste bavarois, Fuchs,

(1) The Engeneering and Mining Journal» New- York, 1902.

appliqua, à cette date, le silicate de soude, qui venait d'être découvert, pour le traitement préalable du bois destiné àTédification du théâtre de Munich.

En 1821, Gay-Lussac (1) indiqua les conditions indispensables pour que les matières organiques, en général, les tissus et les bois, en particulier, soient rendus réellement ininflammables :

V Pendant toute la durée de l'action de la chaleur, les fibres doivent être garanties du contact de l'air qui en déterminerait la combustion ; la présence des borates, silicates, etc.^ fait acquérir cette propriété aux corps organiques ;

2^ Les gaz combustibles, dégagés par l'action de la chaleur, doivent être mélangés, dans une assez forte proportion, avec d'autres gaz difficilement combustibles, de façon que la destruction du corps par la chaleur se réduise à une simple calcination, sans production de flamme. Les sels volatils, ou décomposables par la chaleur, et non combustibles, comme certains sels ammoniacaux, donnent alors d'excellents résultats.

A côté des sels d'ammoniaque et du borax, signalés par Gay-Lussac, on trouve dans la liste des premiers produits essayés comme ignifuges: le tungstate de soude, ainsi que les sels de zinc, les chlorures de calcium et de magnésium, etc.

En 4880, sur le rapport de M. Troost, la Société d'encouragement pour l'industrie a accordé un prix à Tinventeur (M. Martin) de mélanges ignifuges composés de sulfate, chlorhydrate, carbonate d'ammoniaque, acide borique et borax, applicables aux étofi'es et aux bois. Actuellement ces mélanges existent dans le commerce et, par simple immersion dans ces solutions, on peut rendre rapidement ignifuges les toiles à décors sur lesquelles le peintre décorateur n'a plus qu'à appliquer ses couleurs.

L'opération est plus difticile pour le bois, qu'on protège au moyen d'enduits ou, plus efficacement, par imprégnation pratiquée, soit par l'immersion, soit par Tinjection.

Avant de passer en revue ces procédés, voyons quelles conditions doit remplir la substance employée.

Condùions que doit 7*emplir une substance ignifuge, —

(I) Annales de Chimie et de Physique (tome VIII, 1821).

Outre les conditioas énoQcées par Gay-Lussac, et que nous venons de rapporter, il faut signaler les suivantes : La substance en question doit :

1* Ne pas être hygposcopîque, parce qu'elle détruirait la peinture et tiendrait la surface du bois dans un état d'bumidite fâcheux. Pour cette raison, les chlorures de calcium, de magnésium et de zinc doivent être écartés. Un inventeur a essayé, dans un brevet allemand, l'emploi d'un chlorure basique de calcium échappant à l'inconvénient que nous signalons ; dans un autre brevet allemand, Tauteur remplace le sulfate d'ammoniaque, hygroscopique, par le sulfate double de magnésie et d'ammoniaque ;

2<> Ne pas être une substance volatile ;

3* Ne pas être soluble ;

4° Ne pas se prêter au développement des moisissures. A cet égard, les sels d'ammoniaque, y compris les phosphates, sont impropres, car, avec des conditions un peu favorables, ils laissent se développer des moisissures qui altèrent le bois ;

8*^ Ne pas produire de gaz nocifs sous l'action de la chaleur ou de la carbonisation ;

6° Ne pas être vénéneux ;

7<> Ne pas déterminer la corrosion ou la rouille du métal qui peut traverser le bois sous forme de boulons, vis, etc. ;

8° Etre d'un prix modéré.

Il faudrait, en outre, que le bois traité :

1' Conservât sensiblement le même poids qu'avant le traitement ;

2^ Que sa résistance ne fût pas diminuée ;

3<* Qu'il ne se produisit pas de cristaux, ni particules dures capables d'émousser les outils ;

4® Qu'il pût prendre la peinture et rester susceptible de polissage ;

5** Qu'il ne subit aucune décoloration dans Topération ;

6° Que rimprégnation affectât aussi bien les éléments du cœur du bois que les éléments plus extérieurs.

Aucun procédé actuellement en usage ne possède toutes ces qualités à la fois.

Les enduits ignifuges. — Ils sont très peu recommandables, quoique malheureusement encore employés ou préconisés

actuellement. Ils ne procurent qu*une sécurité illusoire, ils sont par suite dangereux.

En efiFef, ces badigeons superficiels ne peuvent préserver les pièces qu'ils recouvrent, que d'une flamme légère et n'agissant qu'un court moment; la résistance au feu n'étant que d'une faible durée, ces enduits s'écaillent ou sont promptement réduits en cendres et la surface qu'ils devaient protéger est ainsi mise à nu.

D'ailleurs, bien souvent, Tenduit a déjà disparu au moment où il pourrait être utile.

Ce ne sont pas les substances employées qu'il faut incriminer ici, mais le mode d'application.

Nous allons donner cependant un certain nombre des formules les plus employées ou les plus vantées.

Ces enduits s'appliquent, généralement au pinceau, en plusieurs couches successives ; dans la plupart des cas, on peut se servir de ces compositions pour ignifuger non seulement le bois, mais encore d'autres substances : cartons, tissus, etc. :

a. Chlorhydrate d'ammoniaque. ... i.^ kilogr.

Acide borique 5 —

Colle de peau 50 —

Gélatine 4,5—

Eau ordinaire 400 —

Calcaire pour donner la consistance convenable.

h. Employer successivement et à chaud :

l^** application :

Eau 400 gr.

Sulfate d'alumine 20 —

2^^ application :

Eau 400 gr.

Silicate de soudo liquide ... 50 —

c. Parement insoluble ou glycerocolle de M. Mauduit :

Dcxtrine blanche soluble très adhérente. 1 kg. 500

Glycérine blonde à 28» I kg. 900

Sulfate d'alumine 0 kg. 100

d. Composition ignifuge de Th. Gill (de Varsovie) (1) :

Graphite pulvérisé. . 400 parties j Sulfate de baryte . . 80 parties Potasse (carbonate) . 80 — ( Colophane ..... 40 — en dissolution dans 20 parties d'alcool.

(4) Privilège russe, no 449, du 30 juin 4896.

Ocre <0 parties

Phosphate d*ammoniaque 20 —

Silicate de soude à 39« B 250 —

Oq emploie aussi les mélanges suivants :

Sulfate ammoniaco-magnésien et acide borique à poids égaux ; phosphate d'ammoniaque et amidon ; 8 parties de sulfate d'ammoniaque, 3 parties d'acide borique, 17 parties de borax et 100 parties d'eau ; sulfate et chlorhydrate d'ammoniaque.

Les sulfate et phosphate d'ammoniaque, le borax, l'acide borique, l'alun, le sulfate d'alumine, etc., entrent aussi dans la préparation de compositions ignifuges.

On utilise encore^ sous forme d'enduit, le silicate de soude à 50® Baume, sous le nom de verre soluble ; on le ramène à 20'' Baume par addition d'eau froide.

On peut faciliter la fixation du silicate au bois, en incorporant, dans la solution, du kaolin, du blanc de zinc, de la craie pulvérisée, du tripoli (enduit Parman), ou des ocres diversement colorées : il se forme un mastic qui durcit complètement en six ou huit heures.

Avec du sulfure d'antimoine, le verre soluble donne une masse foncée qui peut recevoir un beau poli. En mélangeant de la limaille de fer, on obtient un mastic gris-noir ; avec de la limaille de zinc, on obtient un mastic gris-bleu qui devient très dur et peut servir à mastiquer les objets en zinc.

Il faut éviter d'appliquer des .peintures siliceuses sur des bois peints à l'huile, et, réciproquement, de peindre à l'huile des bois silicates^ car il se produirait une réaction chimique qui aurait pour résultat de détériorer la peinture. Ces peintures au verre soluble ont l'inconvénient grave de s'effriter bien souvent.

Ignifugation par emploi de revêtements protecteurs : ciment, PLATRE ou PLAQUES MÉTALLIQUES. — On pcut cucorc protéger les bois contre le feu, et d'une façon plus efficace qu'au moyen des substances chimiques citées, en les recouvrant d'une sorte d'armature en plâtre ou ciment.

Les cloisons, les plafonds ou voûtes incombustibles de M. Rabitz se composent d'un enduit formé d'un mélange de plâtre, de chaux et de sable rude, gâché serré avec de la bourre, qu'on applique sur une toile métallique fortement

tendue dans tous les sens par un fil de fer qui entrelace les mailles.

L'enduit, appliqué d'abord d'un côté et fortement pressé contre les mailles, forme à travers celles-ci des amorces auxquelles se relie la couche mise de Tautre côté. On obtient ainsi une paroi solide dont la toile métallique est Tâme, et à laquelle on donne une épaisseur de 40 à 50 millimètres pour les murs ou cloisons, de 30 à 33 millimètres pour les plafonds, et de 50 à 75 millimètres pour les voûtes.

Au bout de quelques jours, Tenduit est assez sec pour être peint ou tapissé ; le séchage contribue encore à augmenter la tension de la toile métallique et lui donne une grande rigidité.

Lorsqu'il y a lieu de se garantir contre l'humidité, on remplace Tenduit ci- dessus par un ciment qui résiste à Teau.

La ville de Halle a adopté le système Rabitz dans la construction de son nouveau théâtre : parements intérieurs, loges, galeries, amphithéâtres, scène et portants, conduits d'aérage et de chauffage, tout est mis ainsi à Tabri du feu.

Les prix sont, par mètre carré, de 5 à 6 francs pour un seul parement, de 7 fr. 50 à 10 francs pour les deux parements des cloisons ; ils se règlent à proportion pour les plafonds et les voûtes. Le surcroît de dépense qu'ils occasionnent peut être compensé par la réduction, et même par la suppression, des assurances contre l'inccMidie.

Les bois des constructions de l'Exposition de 1900 étaient protégés éventuellement contre le feu par un enduit isolant de plâtre ou ciment atteignant 3 cm. d'épaisseur.

On peut aussi recouvrir les portes, notamment, de plaques métalliques. Le bois, ainsi garanti, exposé à une flamme très active ne se carbonise que superficiellement. Les portes préparées de cette façon sont actuellement reconnues comme incombustibles par les Compagnies d'assurance anglaises.

On conçoit l'utilité de telles portes dans les établissements publics ou industriels pour arrêter la propagation du feu.

Ignifugation par immersion dans une dissolution chimique. — Ce procédé donne des résultats un peu moins mauvais que celui par enduits, mais, ici encore, la pénétration de la substance protectrice est trop superficielle pour que l'opération soit sérieusement efficace.

On peut employer de cette façon la plupart des substances que nous venons de citer ou que nous citerons en traitant de rignifugation par injection.

Signalons ici quelques procédés :

Procédé H asselmann{\), — C'est un « procédé d'imprégnation du bois avec durcissement simultané et diminution notable de la combustibilité «. Il est caractérisé par le chauffage du bois avec du sulfate de fer, du sulfate d'alumine, du chlorure de calcium et de la chaux. Pour réaliser le procédé en question, on introduit d'abord le bois à traiter dans un mélange de sulfate de fer et de sulfate d'alumine à 1,30, puis dans le chlorure de calcium à 1,50 ; on additionne de chaux à 1^40. L'addition de la chaux a pour effet de hâter la dessiccation.

Procédé Fox (2) pour rendre incombustible par traitement chimique la pulpe de bois et la sciure, — La pulpe est introduite dans une chaudière contenant une solution chaude de sulfate et de phosphate d'ammoniaque et pourvue d'un appareil agitateur et malaxeur ainsi que d'un dispositif pour régler la température. Après le traitement, la pulpe est retirée et comprimée pour être débarrassée de son humidité. Cette pulpe, une fois séchée, peut être utilisée pour la fabrication du papier ou d'autres buts analogues. La sciure, traitée d'une manière similaire, peut être utilisée pour l'emballage de marchandises fragiles, pour matelasser les murailles, pour intercepter les sons, pour envelopper les tuyaux et, en général, pour empêcher toute déperdition de chaleur.

Ignifugation pab injection. — Ce procédé consiste, d'une façon générale, à enlever au bois la sève, les résines et produits de distillation, à l'aide de la vapeur d'eau sous pression ou par le moyen du vide, et à substituer à ces matières les solutions ignifuges.

La plupart des appareils d'injection employés pour la conservation des bois peuvent servir pour les ignifuger ; il suffît, pour cela, de remplacer la solution antiseptique par une solution de substances ignifuges. Nous ne parlerons pas ici de ces appareils, que nous avons déjà décrits.

(0 Br. 264.981 (Paris), 8 dcc. 1896.

(2) Br. A. 20.644, 8 sept. 1897.

Dès 1841, Payne inventa un procédé qui consistait à enfermer îe bois dans un récipient en fer, à faire le vide, et à y introduire une solution de sulfate de fer. Celle-ci pénétrait dans les pores du bois, après quoi on introduisait une solution de chlorure de calcium. La double décomposition donnait du chlorure de fer et du sulfate de chaux, en sorte que les pores étaient tapissés de gypse.

On a essayé également, en Amérique, un procédé au zinc-gypse. On prétendait que le gypse cristallisait dans les cellules du bois, les bouchait et empêchait ainsi la déperdition du sel de zinc.

Procédé Thilmanz, — Ce procédé consiste à injecter une solution de sulfate de zinc ou de cuivre, pois une solution de chlorure de baryum, de manière à provoquer une double décomposition chimique dans les canaux du bois, le chlorure de baryum éiant transformé en sulfate insoluble et le métal (cuivre ou zinc) passait à l'état de chlorure soluble. Le rôle du sel insoluble est d'empêcher le sel qui est soluble d*être déplacé par lavage.

Procédé Willhouse au zinc-tannin. — On injecte une solution de chlorure de zinc contenant une petite quantité de colle, puis une solution de tannin. Ce dernier corps forme de petites particules de cuir artificiel, insoluble dans Teau, qu'on supposait boucher les canaux et retenir le sel de zinc.

Le procédé Hexamer fait usage de la silice gélatineuse précipitée dans la fibre par du chlorure d'ammonium.

Le procédé Pepper emploie le phosphate d'ammoniaque.

Procédé Hely, — Hely a proposé dlmprégner le bois avec une solution concentrée de bisulfite de calcium et ensuite avec une solution de chaux caustique, de manière à former un monosulfite qui est ensuite oxydé, par l'action de Tair, en sulfate de calcium. Celui-ci deviendrait, d'après l'auteur du procédé, partie intégrante de la fibre ligneuse.

Un autre procédé a été breveté pour injecter une solution de phosphate de chaux dibasique outribasique et d'acide sulfureux dans le bois d'où l'air a été préalablement chassé, rinjection étant faite à une pression de 6 à 8 atmosphères, pendant 2 heures environ. Le bois est séché dans un endroit chauffé et clos, afin de récupérer l'acide sulfureux qui se dégage.

Gun de Bristol s. pris une patente pour l'emploi de crésylates de mercure, de plomb, de cuivre, de fer ou de zinc. Pour préparer ces substances, 100 parties de crésol sont chauffées aune température de 80 à 100 degrés Cartier, avec 120 parties d*oxyde de Tun des métaux ci-dessus, jusqu'à ce qu'une goutte de la substance se solidifie en refroidissant.

Procédé Alberte Issel. — Issel, de Gênes, a fait patenter une composition pour rendre le bois incombustible. Elle consiste en une solution, en proportion définie, d'acide borique et d'alun de potasse, et, pour les résineux, d'acide borique (30 parties), d'acide oxalique ("20 p.) et de potassium (50 p.) pour 1.000 parties d'eau.

Le 'procédé Fox (\) consiste à placer le bois dans une chambre close, à le soumettre à Faction de la vapeur admise à travers un liquide destiné à lui donner une température convenable et à Tempôcher de cuire la sève dans les pores du bois, puis à créer le vide dans la dite chambre et à introduire, à l'état de vapeur ou de solution, une substance réfractaire au feu formée de phosphate et de sulfate d'ammoniaque, le sulfate étant en excès sur le phosphate. La matière réfractaire est admise sous pression à une température égale à celle du bois en traitement. A la fin de l'opération, on enlève le bois et on le sèche.

Procédé Lebioda. — Dans ce procédé, dont nous avons déjà parlé, il n'est pas nécessaire d'opérer à l'ébullition, ce qui pourrait avoir des inconvénients pour la résistance du bois. L'appareil consiste en une chambre à compression et une chambre à aspiration ; elles sont superposées^ mais séparées par ilne plate-forme perforée.

M.Ferrell, après une série d'essais, prolongés pendant plusieurs années, recommande Tusage du sulfate ^d'alumine comme substance ignifuge.

Pour MM, Boudin et Donny^ qui ont poursuivi leurs expériences en Amérique, le sulfate d'ammoniaque donnerait les meilleurs résultats. On peut employer une mixture de sulfate d'ammoniaque et de sulfate de chaux, dont l'action réside dans l'incrustation des fibres et la volatilisation du sel ammoniaque qui contribue à éteindre la flamme.

(1) Br. 208.479 (Paris), 2o juin 1897.

conserver, d'un ofiélange de sulfate d'ammoniaque et de borate d'ammoniaque ; on obtiendrait, grâce à ce moyen, une résistance aux agents d'altérations des bois, supérieure à celle obtenue jusqu'ici. Quoi qu'il en soit, des essais ont été faits par l'Administration des chemins de fer prussiens qui a reconnu le procédé utilisable.

Une autre méthode Cl) consiste à injecter ou faire pénétrer dans les pores du bois, par un moyen quelconque, une solution chauffée à 60° C. et renfermant de Tacide borique et du sulfate double d*ammonium et de magnésium de formule :

(AzH*)»S0*MgS0*6H*0 + IPO.

M. Sherard Cowper-Coles (2) a fait des expériences, dans des conditions variables de concentration et de mélange, avec les corps suivants : chlorure stanneux. phosphate d'ammonium, alun ammoniacal, chlorure d'ammonium, alun de fer, phosphate de sodium, sulfate de sodium, sulfate de manganèse, sulfate de zinc, sulfate de cuivre, borax et sulfate d'alu- |k ' minium, sulfate d'ammonium, sulfate ferreux, bichromate de

potassium et hydrate de zinc en solution dans un excès de soude caustique ou d'ammoniaque. La plupart de ces sels, ou mélange de sels, seraient dans la pratique trop dispendieux. Les solutions contenant de l'acide libre attaquent le bois, et celles qui contiennent de l'alcali le rendent cassant par séchage.

L'appareil employé pour ignifuger les échantillons de bois se compose d'un cylindre d'acier dans lequel le bois est soumis à Taction de la vapeur pendant un temps qui varie de quelques heures à plusieurs jours, selon la nature du bois. On détermine alors, à l'intérieur du cylindre, un vide d'environ 70 centimètres de mercure pendant environ la moitié du temps employé à la vaporisation. La solution ignifuge est ensuite introduite dans le cylindre et y séjourne pendant près de 24 heures sous 300 livres de pression. On modifie d'ailleurs beaucoup ces conditions suivant l'espèce de bois et Tétat dans lequel il se trouve au moment de l'opération.

I (1) K. Rûcker. Procédé pour rendre le bois incombustible (Br. améric.

f 691.812), â5 juin 1900. — Soc. Huisberg. Procédé pour rendre incombustible

\^, le bois, le papier et autres matières analogues (Br. fr. 300.971), 5 juin 1900.

[* (2) Sherard Cowper-Coles. The Journal of the Sor. of Chem. Indus-

try, XVIIÏ, p. 1086. Reproduit dans le Moniteur de Quesneville, 1900 p.