Non-toxic wood preservatives based on natural biocids : application to the tall-oil rosin and application to natural tropolones
Utilisation de biomolécules à activité biocide élevée comme agents de préservation du bois : application à la rosine de Tall-Oil et application aux tropolones naturelles
Résumé
This study involves two distinct parts. The aim of this work was to used natural biocids for protect wood against attacks by fungi and termites. In the first part, we have studied the biocidal activity of a copper soaps with carboxylic acid groups of resin acids of rosin. This association was obtained by using a double
impregnation system with water solutions of a mix rosine-NaOH first, and a CuSO[subscript4] solution second, the salt being then formed within timber.
Copper exhibit good biocidal activities when used in wood preservatives formulations. However, it's a non fixing agent in the form of copper sulphate and can be easily leached. Association between copper and carboxilic acid groups of resin acids was able to prevent copper leaching and has shown a great durability of treated wood against Basidiomycetes and termites. The last part is devoted to the study of the ability of tropolone (specially thujaplicins), antimicrobial agents against a large number of fungi and bacteria, to proteet wood. The use of
Red Cedar (Thuja plicata) callus and cell culture to produce tropolone was described. When cultuted in Gamgorg's medium supplemented with sucrose and elicited with yeast estract, calli and cell culture produced an interesting yield of thujaplicins. Natural tropolones were extract using ethyl acetate and impregnated into Sylvester pinewood. Extracts obtained from calli have a strong inhibitory effect against fun gal development. The termicide activity of tropolones was also studied. These results are extremely promising for the substitution of currently used chemical agents that are harmful to the environment.
L'étude présentée comporte deux parties distinctes ayant la même objectif : préserver le bois face aux organismes lignivores par l'utilisation de biocides naturels. La première formulation est basée sur l'association du cuivre, fongicide puissant mais facilement lessivable, avec les fonctions acides carboxyliques des acides résiniques de la rosine de Tall-Oil, sous-produit industriel de la fabrication des pâtes à papier. L'imprégnation du bois s'effectue successivement en présence de rosine en milieu alcalin puis en présence d'une solution de sulfate de cuivre. Le complexe cuivre-acides résiniques est alors directement formé à l'intérieur du bois. Cette formulation est faiblement lessivée et permet une bonne rétention du cuivre à l'intérieur du bois. Le bois traité montre aussi une excellente résistance face aux basidiomycètes et face à réticuliterme santonensis. La deuxième formulation étudiée est liée à la durabilité naturelle du Thuja Plicata qui est due à la présence dans ses extraits d'une certaine catégorie de molécules : les tropolones et plus particulièrement les Thujaplicines. Dans un premier temps, nous avons vérifié l'activité antifongique de la tropolone de synthèse et de la [bêta]-Thulaplicine commerciale. Cependant, afin d'éviter une utilisation importante de copeaux de bois pour l'extraction des tropolones, nous avons développé des cultures cellulaires de Thuja Plicata à partir de cals provenant de méristèmes foliaires de plantules cultivés sur un milieu Gamborg. L'extraction des tropolones intracellulaires (avec une majorité de [bêta]-Thujaplicine) est effectuée en présence d'acétate d'éthyle. La culture de cals en présence d'éliciteurs (activateurs de biosynthèse) et de glucose conduit à des rendements de biosynthèse en Thujaplicines très intéressants. Par ailleurs, la culture de suspension cellualire de Thuja Plicate en milieu liquide est prometteuse. Les extraits bruts de Thujaplicines obtenus à partir de l'extraction des cals ont une forte activité antifongique vis-à-vis de plusieurs basidiomycètes. Cette activité est comparable à celle d'extraits éthanoliques de sciure de Thuja Plicata. Ces formulations basées sur l'utilisation de biocides naturels, faiblement toxiques pour l'environnement, peuvent être considérées à long terme comme des agents de substitution des produits chimiques de préservations du bois qui posent des problèmes sur le plan toxicologique.