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Écaillage des bords sur les pièces en Faïence

par Smart2000
 
 
l'écaillage sur les bords... vaste programme...
 
Ce phénomne a de très nombreuses ramifications, dans le mode opératoire principalement, lorsqu'il se produit avec un duo pâte/émail couramment utilisé. C'est aussi souvent l'occasion de découvrir que cette plaie est latente dans le produit et que jusque-là vous y aviez échappé de justesse.
 
La faïence émaillée forme une sorte de sandwich où les ingrédients pâte et émail superposés et soudés l'un sur l'autre doivent subir et affronter ensemble des contraintes thermiques et mécaniques. La faïence est un matériau stratifié "à chaud"... Les contraintes insupportables et fatales vont apparaître lors du refroidissement de la cuisson d'émail.
Les émaux et glaçures pour faïences ont dans la plupart des cas un point de ramollissement situé entre 580 et 620°C. Lors du refroidissement des produits les surfaces émaillées vont se rigidifier en passant ce cap de température. Dès lors le duo pâte/émail solidifié sera exposé à des contraintes mutuelles résultant des propriétés intrinsèques de ces matériaux, de la géométrie des objets et aussi des conditions de refroidissement.
Les matériaux céramiques possèdent des propriétés d'expansion thermique relativement faibles pourtant ils sont assez fragiles aux chocs thermiques et aux contraintes mécaniques, Ceci est dû à leur faible élasticité.
 
Pourquoi l'écaillage ? :
 
L'émail subit une compression importante (due à la contraction de refroidissement de la pâte) qui le fait se détacher en faisant des éclats. Si l'intimité pâte/émail est insuffisante l'écaillage sera plus facile à obtenir.
 
 
Les paramètres :
 
1) L'accord :
L'émail subit mal la compression de la pâte car il est trop peu épais pour résister et c'est la pâte qui l'emporte (attention aux coefficients de dilatation de ces deux produits). Demandez à votre fournisseur d'effectuer une mesure sur votre pâte cuite selon vos conditions dans votre propre four... vous pourriez avoir des surprises.
Si le coefficient de dilatation d'un émail fritté ne varie pas, une pâte peut selon la température et la durée de la cuisson donner des résultats assez variables.
La force de compression dépend de la différence entre les coefficients de dilatation pâte/émail. En général le coefficient de dilatation de la pâte est plus élevé pour éviter le trésaillage (pour un produit de faïence on prend en général un coefficient 15 à 25% plus élevé pour la pâte).
Exemple :
Coefficient de dilatation d'une couverte pour biscuit à 1180°C : 61 x 10-7 °C-1
Coefficient de dilatation d'un biscuit de faïence feldspathique : 74 x 10-7 °C-1
La valeur de la dilatation des produits céramiques est très faible, pour l'imaginer plus facilement on peut dire que la dilatation d'un barreau de biscuit de faïence long de 1 mètre à 20°C l'allonge seulement de 3 à 4 mm lorsqu'il atteint 500°C. Un même barreau en émail s'allonge un peu moins : 2,5 à 3.3 mm.
La différence d'allongement pâte/émail pour un barreau de 1 mètre à 20°C sera donc comprise entre 0,5 et 0,7 mm à 500°C. C'est au-delà ou à la limite de ces quelques dixièmes de mm que l'écaillage se produira...
 
2) La vitesse de refroidissement :
La mise sous contrainte de l'émail par la pâte sera d'autant plus insupportable que la vitesse de refroidissement du four sera élevée. Dans ces conditions l'isothermie est rarement bonne, ce qui accroît encore les différences (par exemple d'un bord à l'autre d'un plat, d'une coupe...). Un effet de "trempe" est souvent un désastre lorsque la limite d'élasticité de l'émail est atteinte.
L'effet de bord : le bord d'une pièce plus exposé refroidit toujours plus vite que les autres parties plus massives des objets.
 
3) L'intimité pâte/émail :
L'interface pâte/émail joue un rôle primordial dans l'écaillage des bords. Les facteurs qui peuvent agir sur ce paramètre sont nombreux et interviennent dès le façonnage des produits. La compression de l'émail se fera mieux si celui-ci est fixé solidement sur la pâte. L'état de surface des bords doit être compact et dur, sans poussières ni dépôts friables.
L'effet de bord (suite) : le séchage sera toujours plus en avance sur les bords (les arêtes sont plus facilement balayées par l'air et leur surface en contact avec celui-ci est plus importante), ce qui permet aux sels solubles contenus dans le reste de la pièce, encore humide, de migrer à cet endroit. Certains sels peuvent former une couche de petits cristaux assez réfractaires et nuire à l'accrochage de l'émail lors de la cuisson. Il peut être bon de finir les bords lorsque les produits sont totalement séchés afin d'éliminer les sels.
C'est aussi sur le bord des pièces que les opérations de finissage laissent des séquelles (lavage exagéré des argiles par épongeage, laissant une surface plus "maigre" donc moins dure ou bien une finition à sec laissant trop de poussières de pâte peu adhérentes, ce qui revient au même question risque d'écaillage).
Pour les bords épongés, toujours prendre le soin de renouveler l'eau d'épongeage, Si celle-ci est trop chargée en particules d'argile (en général les plus fines) il y a risque de redéposer un jus plus ou moins chargé sur les endroits trop épongés (cela donne une couche de surface fine et serrée sur une couche maigre lavée, ce sandwich est souvent fatal...).
Un écaillage dû à une mauvaise adhérence sur une surface rendue moins dure se vérifie en regardant à l'intérieur des écailles s'il y a des traces de poussières de même nature que la pâte.
 
4) Contraintes de tournassage :
Certains arrondissent les bords par tournassage sur un touret. Si la pâte n'est pas totalement séchée à ce moment et si le travail est fait trop brutalement, la lame du tournassin ou du couteau de finition risque de créer des contraintes se traduisant par des segments circulaires en écaille (réaction du bord dans le sens inverse de l'effort appliqué par l'outil de finition) répartis sur le pourtour de la pièce. Ces segments, invisibles en crus et aussi en biscuit, se révèleront après émaillage sous forme d'écailles longues de 1 à 2 cm tournant toutes dans le même sens en partant de la surface du bord et s'enfonçant dans la pâte de 0,5 à 1 mm. Ces écailles "tournantes" assez courtes dues à un effort mécanique trop important lors de la finition sont facilement reconnaissables.
 
5) Modifications physiques locales :
La cuisson de biscuit d'un bord de pièce est toujours plus poussée, car il est plus exposé à la chaleur. Ainsi les bords sont généralement moins poreux sur certaines faïences. Ce qui ne facilite pas l'émaillage. Cette cuisson plus poussée peut aussi jouer sur la dilatation locale du biscuit et augmenter celle-ci. Ce qui conduit à une couche d'émail plus fine sur un support se dilatant plus... avec lors de la cuisson émail une activité de l'émail plus importante à cet endroit... l'écaillage est souvent au rendez-vous.
Un émail trop cuit ou cuit une deuxième fois peu donner de l'écaillage sur les bords car il s'enrichit plus de la silice contenue dans la pâte et son coefficient de dilatation chute fortement sur la partie en contact avec la pâte.
Dans un four électrique utilisé en cuisson assez rapide ou lourdement chargé, les faces des pièces exposées à proximité des éléments chauffants sont souvent plus cuites. Les transformations locales sont assez importantes mais passent inaperçues visuellement.
 
Ces quelques points développés ici témoignent des difficultés qui règnent pour enrayer l'écaillage. C'est un phénomène complexe qui a ses origines dans des domaines très différents. Un rien de trop quelque part et c'est la catastrophe. L'écaillage est très souvent le résultat de la conjugaison de conditions limites, il n'y a pas un remède mais un somme d'attentions à porter sur les principaux facteurs de ce fléau.
   
 
 
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