Colle PUR pour le bois : durcissement des colles polyuréthane, temps de pressage, primaires pour le hêtre et règle des diisocyanates

Ce qu’est une colle PUR monocomposant

Une colle à bois polyuréthane monocomposant est un prépolymère isocyanate liquide : une résine dont les molécules portent encore des groupes isocyanates réactifs. La fiche technique de Henkel pour une PUR structurale la décrit simplement comme un prépolymère isocyanate, sans solvant et sans formaldéhyde, qui durcit avec l’humidité de l’air et celle du bois.⁶ Rien ne se mélange à l’atelier. Le second « composant », c’est l’eau.

Lorsque les groupes isocyanates rencontrent l’eau, ils réagissent, réticulent en un film de polyuréthane solide et libèrent du dioxyde de carbone. C’est ce gaz qui fait mousser la colle PUR hors du joint. Le Forest Products Laboratory (FPL) de l’USDA décrit les colles isocyanates comme réactives avec l’eau, « produisant du CO₂ gazeux (moussage) », et présente les polyuréthanes mono et bicomposants comme des colles à remplissage de joint, résistantes à l’eau et à l’humidité, et « largement utilisées pour les applications structurales en Europe », notamment le lamellé-collé, le LVL et le bois lamellé-croisé.⁷ Henkel ajoute qu’un léger moussage pendant le durcissement fait normalement partie de la réaction de réticulation.⁶

Comme la PUR durcit chimiquement, elle ne se ramollit pas de nouveau à la chaleur, comme peut le faire une colle PVAc thermoplastique. C’est son principal atout en menuiserie. Ses limites sont tout aussi précises : elle a besoin d’humidité pour durcir, de pression pendant le durcissement, et la colle non durcie est un sensibilisant respiratoire et cutané. Le guide des colles à bois compare toutes les familles de colles et explique les classes D ; cet article approfondit la PUR.

L’humidité : un réactif, pas un ennemi

Avec une colle PVAc, le bois humide pose problème, car la colle doit perdre son eau pour prendre. Avec la PUR, c’est l’inverse. Le FPL note que de nombreuses colles exigent une faible humidité du bois pour bien pénétrer, alors que les isocyanates et les polyuréthanes « ont besoin d’un peu d’eau pour durcir et peuvent même donner de meilleurs résultats à une humidité plus élevée ».⁷

Les fiches techniques chiffrent ces exigences :

• Limite basse. La PUR 501.0 de Kleiberit ne doit pas être utilisée sur des matériaux à base de bois en dessous de 5 % d’humidité.² L’agrément technique général allemand (abZ) de la gamme de PUR structurales de Henkel exige au moins 8 % pour les collages porteurs.¹
• Plage de travail. Kleiberit indique 8 à 12 % comme humidité idéale du bois pour sa version lente 501.6.⁸ Les temps de pressage agréés de Henkel sont définis à 12 % d’humidité du bois et 65 % d’humidité relative.¹
• Température. Kleiberit demande des supports réchauffés à au moins 18 °C et aucune utilisation en dessous de +5 °C.² L’agrément structural exige un bois à 18 °C ou plus, un local à 20 °C ou plus, et n’a été validé que jusqu’à une température du bois de 35 °C.¹

Lorsque le bois est très sec, les fabricants autorisent l’ajout d’eau. Kleiberit cite une fine pulvérisation d’environ 20 g/m² d’eau, ou une chaleur de 40 °C à 80 °C, pour accélérer la réticulation.² Pour le collage structural, la norme européenne des colles PUR, l’EN 15425, ne traite de la pulvérisation d’eau que dans une annexe informative qui ne l’autorise ni ne l’interdit.⁹ En pratique, la pulvérisation est donc un procédé que le fabricant de colle et l’organisme d’essai doivent valider, pas une improvisation.

Temps ouvert, temps de pressage et température

Les colles PUR se vendent par vitesses, et la vitesse est un compromis : un long temps ouvert laisse plus de temps pour l’assemblage, mais garde les pièces plus longtemps sous serrage. La 501.0 polyvalente de Kleiberit offre un temps ouvert d’environ 20 à 25 minutes à 20 °C et 50 % d’humidité relative, raccourci par la chaleur, une forte humidité ou un apport d’humidité.² Ses temps de pressage dépendent fortement de la température :²

Même sorti de la presse, le joint n’est pas terminé. Kleiberit autorise l’usinage après 2 à 3 heures environ et donne la résistance finale après 24 heures environ.² À titre de comparaison, la colle PVAc D3 du même fabricant exige au moins 15 minutes de serrage pour les collages sur chant à 20 °C, 5 minutes après préchauffage à 50 °C et 2 minutes à 80 °C, et atteint sa résistance finale à l’eau au bout de sept jours.³

PUR structurale : le nom du produit indique le temps d’attente

Dans la gamme structurale de Henkel, le code produit sert d’horloge. Dans « HB S309 », les chiffres qui précèdent le 9 final indiquent le temps d’attente maximal en minutes entre l’encollage et la mise sous presse à 20 °C, 65 % d’humidité relative et 12 % d’humidité du bois : 30 minutes. La gamme va de 2 à 180 minutes.¹ L’agrément fixe ensuite un temps minimal de pressage ou de durcissement pour chaque qualité. Plus le temps d’attente est long, plus le pressage l’est aussi :

Ce sont des minimums pour des joints de colle minces dans les résineux. Pour les collages sur plat avec des joints jusqu’à 0,3 mm, l’agrément fixe 90 minutes pour les qualités les plus rapides jusqu’à la S309, puis 210 minutes pour la S709 et 555 minutes pour la S1809.¹ Aucune charge mécanique n’est admise pendant le temps de pressage et de durcissement, hormis les faibles sollicitations liées à la manutention des pièces.¹

Pression, remplissage des joints et mousse

Le « remplissage des joints » est la propriété la plus mal comprise de la PUR. La mousse comble bien un jeu, et le FPL classe la PUR parmi les colles à remplissage de joint.⁷ Mais les agréments structuraux sont rédigés pour des joints de colle minces : 0,1 mm au plus pour les entures et les collages sur chant, 0,3 mm au plus pour les collages sur plat.¹ La classification européenne des colles PUR structurales repose sur la même idée : l’EN 15425 essaie les colles pour entures avec un joint mince, pour « usage général » à 0,3 mm et pour « usage spécial » à 0,5 mm.¹⁰ Un joint qui compte sur un millimètre de mousse sort de tous ces cadres.

C’est la pression qui maintient le joint mince pendant que la mousse tente de l’ouvrir. Kleiberit demande au moins 0,6 N/mm² pour le contrecollage et le collage sur chant et précise que plus la colle réticule intensivement sous pression, plus la capacité de charge ultérieure est élevée.² L’agrément de Henkel exige au moins 1,0 N/mm² pour le collage sur plat du douglas ou du mélèze, et au moins 1,2 N/mm² pour le hêtre.¹ Pour le collage sur chant de planches en panneaux monocouches, il ajuste la pression à l’épaisseur des lamelles : 0,6 N/mm² jusqu’à 25 mm, 0,8 N/mm² jusqu’à 35 mm et 1,0 N/mm² jusqu’à 48 mm.¹

L’ajustage compte autant que la pression. Pour le collage sur chant avec les qualités les plus rapides, l’agrément n’autorise pas une variation de largeur de plus de 0,05 mm sur toute la longueur d’une planche rabotée.¹ On est loin de « la mousse comblera ».

D4 et tenue à la chaleur sur une étiquette de PUR

La plupart des colles PUR d’atelier sont vendues comme « D4 ». À strictement parler, l’EN 204, la norme qui définit les classes D1 à D4, classe les colles thermoplastiques comme la PVAc.¹¹ Les colles thermodurcissables pour usages non structuraux ont leurs propres classes, C1 à C4, dans l’EN 12765.¹² En pratique, les fabricants de PUR font essayer leurs colles selon les séquences D4 de l’EN 204, et la fiche de la 501.0 de Kleiberit cite un rapport d’essai de l’ift Rosenheim pour la classe D4.² Lisez le D4 sur un flacon de PUR comme une indication de résistance à l’eau dans les assemblages non structuraux, au même sens que sur un flacon de PVAc.

C’est sur la tenue à la chaleur que la PUR se distingue le plus. Kleiberit décrit le joint de la 501.0 comme très résistant à la chaleur et essayé selon l’EN 14257, l’essai WATT 91, mais la fiche n’indique aucune valeur.² L’EN 14257 mesure la résistance à 80 °C et ne fixe aucun seuil de réussite : demandez donc la valeur mesurée en N/mm², pas « conforme WATT 91 ».¹³ Le guide des colles à bois explique cet essai en détail.

PUR structurale : EN 15425, agréments et limite de 60 °C

Le bois porteur est un tout autre monde que le meuble. L’EN 15425 classe les colles PUR monocomposant selon leur aptitude aux produits en bois porteurs dans des conditions climatiques définies. Elle ne s’applique qu’à la fabrication en usine, pas au collage sur chantier, et exclut le bois modifié, comme le bois acétylé ou traité thermiquement.⁹ Les essais vont bien au-delà d’un essai de cisaillement : ils comprennent la délamination, un essai d’attaque acide, l’effet du retrait du bois sur la résistance au cisaillement, le fluage sous climat cyclique et un essai de charge de longue durée perpendiculaire au joint de colle, appelé essai en serre.¹⁰

La norme vient de changer. En octobre 2026, l’édition en vigueur est l’EN 15425:2023+A1:2026, publiée en juin 2026 ; l’édition allemande est la DIN EN 15425:2026-08.^9,14

Une chaîne de classification résume le résultat. Les qualités structurales les plus lentes de Henkel sont classées « EN 15425 I 90 GP 0,3 w » pour les résineux couverts par leur agrément, et les plus rapides « I 70 FJ 0,1 w ».¹ « GP 0,3 » et « FJ 0,1 » correspondent à la catégorie d’usage et à l’épaisseur de joint essayée décrites plus haut. Les agréments ajoutent ensuite les limites pratiques. Celui de Henkel couvre les collages jusqu’à une température d’élément de 60 °C, exclut le bois traité avec des produits de préservation chimiques ou des ignifugeants, et n’autorise son utilisation qu’aux usines titulaires d’un certificat de collage de bois porteur selon la DIN 1052-10.¹

La PUR est l’une des trois familles de colles que l’on trouve dans les documents structuraux. Un fabricant allemand de lamellé-collé déclare une MUF selon l’EN 301 pour son lamellé-collé d’épicéa.¹⁵ L’évaluation technique européenne de Pollmeier pour sa poutre en LVL de hêtre BauBuche GL75 autorise les colles PRF selon l’EN 301 ou PUR selon l’EN 15425, type I.¹⁶ Un producteur suisse déclare une PUR selon l’EN 15425 avec primaire pour son lamellé-collé de hêtre et de frêne.¹⁷ L’article sur le hêtre dans la construction présente ces produits.

Hêtre et chêne : pourquoi les feuillus demandent un primaire

La PUR colle bien l’épicéa. Les feuillus denses sont plus difficiles. Une étude portant sur le frêne, le hêtre, le chêne et l’épicéa collés à la PUR 1K a constaté qu’un traitement au primaire « permet d’améliorer significativement la qualité de collage des feuillus », avec des effets variables selon l’essence et selon l’usinage de la surface.⁴ Le primaire est une solution aqueuse diluée appliquée au pinceau ou au pistolet avant la colle.

L’agrément allemand de la gamme PUR de Henkel montre ce que cela signifie en production. Pour les résineux, le primaire est facultatif ; pour le hêtre, il est obligatoire, et une seule qualité, la HB S309, est agréée :¹

Le bois lamellé-croisé montre le même schéma. Dans une étude sur du CLT en hêtre et en hêtre-épicéa, la PUR 1K seule a donné les plus mauvais résultats dans les panneaux tout hêtre, avec une forte délamination et une faible résistance au cisaillement, alors qu’un primaire la rapprochait de la MUF ; dans les panneaux hêtre-épicéa, les colles se valaient.^18,19 Aucune colle n’a respecté les limites de délamination fixées pour le CLT résineux.¹⁹ Les feuillus plus légers se comportent mieux : du CLT de bouleau et de tremble collé à la PUR 1K a atteint des résistances au cisaillement du joint de 3,9 et 3,3 N/mm², contre 1,9 N/mm² pour l’épicéa, mais a manqué de peu la limite de 10 % de délamination totale.¹⁹

Pour le chêne, la même prudence s’impose. L’étude sur le primaire incluait le chêne, et le FPL note que les extractibles acides de certains chênes peuvent inhiber le durcissement des colles.^4,7 Notre article sur l’aboutage montre à quel point le système de collage modifie la résistance des entures dans le hêtre et le bouleau.

Thermofusible PUR pour chants et profilés

Une seconde branche de la famille PUR ne passe jamais par un flacon de colle. Les thermofusibles PUR sont solides à température ambiante, fondus dans des machines étanches et appliqués à chaud, comme une colle thermofusible classique. Le FPL décrit les thermofusibles classiques comme rapides à développer leur résistance au refroidissement, mais moins résistants que les colles à bois classiques et seulement moyennement résistants à l’humidité.⁷ Les thermofusibles PUR réactifs ajoutent une seconde étape : après refroidissement, ils continuent de réagir avec l’humidité.

La fiche technique de Jowat pour un thermofusible PUR de placage de chants donne les chiffres. Il est mis en œuvre à 100–120 °C, offre un temps ouvert d’environ 7 secondes à 120 °C et une plage de ramollissement d’environ 65 °C, et met 4 à 7 jours environ pour achever sa réaction, selon les conditions ambiantes.²⁰ Jusque-là, le collage reste en partie thermoplastique. La même fiche demande des supports à au moins 18 °C, des récipients étanches à l’humidité et des produits de rinçage spéciaux ; la matière réticulée dans la machine doit être dissoute avec un nettoyant dédié.²⁰ Elle cite comme usages les chants en plastique, en papier imprégné de résine, en aluminium prétraité et en placage.²⁰ Les thermofusibles PUR servent aussi à l’enrobage de profilés : la presse spécialisée rapporte qu’une qualité d’enrobage Kleiberit pour profilés de fenêtres en PVC et films résiste à la chaleur jusqu’à 150 °C, selon le support, et au froid jusqu’à −40 °C.²¹

PUR et PVAc côte à côte

Comparer deux colles du même fabricant élimine l’essentiel du bruit marketing. Voici la PUR polyvalente de Kleiberit et sa PVAc D3/D4, telles que les présentent leurs fiches techniques :

Le tableau explique la répartition habituelle des rôles. La PVAc est plus rapide, se nettoie à l’eau et convient à la plupart des meubles d’intérieur. La PUR se justifie là où les joints restent humides, là où la colle ne doit pas se ramollir à la chaleur, là où l’on colle des matériaux gras ou différents, ou là où un collage structural sans formaldéhyde est exigé. La PVAc bicomposant atteint aussi la classe D4, mais son durcisseur est un produit soumis à étiquetage. Vérifiez la présence de diisocyanates dans sa fiche de données de sécurité : l’obligation de formation REACH dépend de la composition du produit, pas du nom de la famille de colle.^3,5

La santé et la règle des diisocyanates

La PUR non durcie est un danger chimique ; la PUR durcie ne l’est pas. Le FPL qualifie les diisocyanates de sensibilisants capables de provoquer un asthme professionnel, indique qu’il faut éviter le contact chronique avec les colles EPI, PEP et PUR non durcies, et précise que les colles isocyanates correctement durcies ne sont pas considérées comme dangereuses dans les produits en bois collés.⁷ Les mentions de danger de la PUR lente de Kleiberit comprennent H334 (peut provoquer des symptômes allergiques ou d’asthme ou des difficultés respiratoires par inhalation) et H317 (peut provoquer une allergie cutanée).⁸ Henkel considère le port de gants et de lunettes de protection comme une bonne pratique lors de la manipulation de sa PUR structurale.⁶

L’annexe XVII de REACH, entrée 74, en fait une obligation légale. Depuis le 24 août 2023, les produits contenant 0,1 % de diisocyanates ou plus ne peuvent être utilisés à titre industriel ou professionnel qu’une fois que l’employeur s’est assuré que les utilisateurs ont suivi une formation. Depuis le 24 février 2022, ces produits doivent porter la mention « À partir du 24 août 2023, une formation adéquate est requise avant toute utilisation industrielle ou professionnelle ».⁵ La règle définit trois niveaux de formation :⁵

• Formation générale pour toute utilisation industrielle et professionnelle : chimie, toxicité, exposition, sensibilisation, équipements de protection, nettoyage et déchets.
• Formation intermédiaire en plus pour la manipulation de mélanges ouverts à température ambiante, l’application au rouleau, à la brosse, par trempage et par coulée, la pulvérisation dans une cabine ventilée, l’usinage de pièces qui ne sont pas entièrement durcies, ainsi que le nettoyage et les déchets.
• Formation avancée en plus pour la manipulation d’articles incomplètement durcis et encore chauds, la manipulation ouverte de formulations au-dessus de 45 °C, les travaux d’entretien et de réparation qui exigent un accès aux équipements, et la pulvérisation hors cabine.

Un menuisier qui étale de la PUR au rouleau ou au pinceau relève donc du niveau intermédiaire. Une ligne qui ouvre un fondoir de thermofusible PUR pour l’entretien relève du niveau avancé, car la matière fondue est manipulée au-dessus de 45 °C. L’employeur doit documenter la formation, qui doit être renouvelée au moins tous les cinq ans.⁵ Toute personne formée juste avant l’échéance d’août 2023 doit l’être de nouveau d’ici août 2028.

Erreurs fréquentes avec la colle PUR

• Coller du bois très sec dans un local froid. En dessous des limites d’humidité et de température du fabricant, la colle durcit lentement ou incomplètement.^1,2
• Desserrer quand la mousse paraît dure. La peau de surface durcit en premier. Respectez les temps de pressage qui, à 20 °C, atteignent une heure ou plus.^1,2
• Compter sur la mousse. Un joint de colle épais est faible. Les agréments de collage porteur s’arrêtent à 0,3 mm.¹
• Une pression insuffisante. La mousse pousse les joints à s’ouvrir. Respectez au moins la pression minimale du fabricant, 0,6 N/mm² dans une fiche d’atelier et 1,2 N/mm² pour le hêtre structural.^1,2
• Se passer du primaire sur les feuillus denses lorsque le fabricant l’exige.^1,4
• Laisser un récipient ouvert à l’atelier. La PUR réagit avec l’humidité de l’air. Kleiberit indique environ neuf mois de stockage en récipients fermés à 20 °C et demande que les récipients ouverts soient utilisés rapidement.²
• La laisser durcir sur les outils. Nettoyez les outils juste après usage avec le nettoyant indiqué par le fabricant. La PVAc part à l’eau ; la PUR non, et un thermofusible PUR réticulé dans une machine exige un nettoyant dédié.^2,3,20

Comment nous collons chez SARAL

Ce qu’il faut demander à un fournisseur de pièces collées à la PUR

1. Quelle colle, exactement ? Nom commercial et type : PUR 1K, thermofusible PUR, PVAc 2K, MUF ou EPI.
2. Quelle classification ? D4 selon l’EN 204 pour les pièces non structurales ; type EN 15425 et agrément pour les pièces porteuses, avec la liste des essences agréées.
3. Un primaire ? Pour le hêtre, le chêne et le frêne, si un primaire a été utilisé, et à quelle dilution et quel grammage.
4. L’humidité et la température du bois au collage, ainsi que le temps de pressage et la pression réellement appliqués.
5. L’épaisseur du joint de colle, en particulier pour les entures et les collages sur plat.
6. La tenue à la chaleur chiffrée, une valeur EN 14257 en N/mm², si les pièces seront exposées à la chaleur ou au soleil.
7. Les attestations de formation aux diisocyanates du personnel qui l’applique, si vous auditez vos fournisseurs.

Les mêmes questions valent pour les composants de menuiserie et de meubles achetés prêts à l’emploi : le joint de colle se décide sous la presse.

Questions fréquentes

La colle à bois polyuréthane est-elle meilleure que la colle vinylique ?

Pas en général. La PVAc est plus rapide et plus simple pour les meubles d’intérieur au sec : une PVAc D3 exige 15 minutes de serrage à 20 °C, contre 60 minutes pour une PUR du même fabricant.^2,3 La PUR est le meilleur choix pour un service humide, la chaleur, les matériaux différents et le collage structural sans formaldéhyde, à condition que le bois soit suffisamment humide et l’assemblage bien serré.

La colle PUR est-elle imperméable ?

Les colles PUR d’atelier sont généralement essayées en D4, la classe de résistance à l’eau la plus élevée pour les assemblages non structuraux, qui suppose toujours que la menuiserie extérieure est protégée par une finition.^2,11 Le FPL décrit les polyuréthanes comme résistants à l’eau et à l’humidité, mais d’une résistance limitée aux cycles prolongés et répétés d’humidification et de séchage.⁷

Combien de temps la colle PUR met-elle à durcir ?

Pour une PUR polyvalente : serrage d’au moins 60 minutes à 20 °C ou de 5 minutes à 80 °C, usinage après 2 à 3 heures, pleine résistance après 24 heures environ.² Les qualités PUR structurales demandent de quelques minutes à plusieurs heures, selon la qualité.¹ Les thermofusibles PUR continuent de réagir pendant plusieurs jours.²⁰

Faut-il une formation pour utiliser la colle PUR ?

Dans l’UE, oui, pour l’utilisation professionnelle et industrielle de produits contenant 0,1 % de diisocyanates ou plus. Cherchez la mention relative à la formation sur l’emballage. En dessous de 0,1 %, l’obligation de formation ne s’applique pas.⁵

Comment nettoyer la colle PUR ?

Retirez les coulures et nettoyez les outils avant que la colle ne durcisse, avec le nettoyant indiqué par le fabricant ; la PUR ne part pas à l’eau comme la PVAc. Portez des gants : la PUR non durcie est un sensibilisant cutané.^2,3,8