Fabrication de carreaux de Céramique

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Cours
Julien

Par Julien

Mise à jour le 16-03-2011

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Contrairement aux céramiques traditionnelles, les néocéramiques (nouvelle génération céramique) n'impliquent qu'une faible utilisation de substances minérales naturelles. Leur fabrication fait presque systématiquement appel à des matières premières élaborées par une chimie préparatoire souvent complexe. Les problèmes de maîtrise de la nature des impuretés et de leur faible taux ainsi que les exigences en matière de constance des caractéristiques sont fondamentaux.

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Plan du document :

 

A. Présentation

     I. Historique
     II. Les variétés céramique
     III. Techniques et procédés

 

B. Caractérisation de la matière première

     I. Caractérisation de la matière première

 

C. Procédés de fabrication des carreaux céramiques

     I. Procédés de fabrication des carreaux céramiques
     II. Tests de validation et caractérisation du produit fini

 

 

A. Présentation

I. Historique

• La fabrication des objets (leur mise en forme) : se fit d'abord entièrement à la main en partant d'un boudin de terre (le colombin)

• L'invention du tour de potier : à l'époque des premièeres dynasties des pharaons d'Egypte il y a quelques 5 000 ans.

• Le façonnage par coulage apparaît dans les derniers années du XVIIIe siècle. o

• La fabrication des assiettes et des plats se fait aujourd'hui en série grâce au calibrage mécanique. 

• Les premiers four clos : dès 4000 ans avant J.C. la cuisson y est plus élevée et régulière que dans mes foyers à feu découvert. 

• La potetire cesse d'être simplement utilitaire pour devenir un art en Afrique Noire et en Amérique Précolombienne. 

• N'oublions pas l'anglais Josiah Wedgwood (1730-1795) : innovations techniques  → passage de l'artisanat au monde industriel.

 

II. Les variétés céramiques

a. Pâtes tendres

• Poreuses et généralement cuites à une température <800 à 900 °C. 

• Un enduit protecteur permet de la rendre étanche. 

 

b. Pâtes dures :

• Imperméables et beaucoup plus resistantes. La température de cuisson peut monter aujourd'hui jusqu'à 1 400°C. 

 

III. Techniques et procédés 

 

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B. Caractérisation de la matière première

•  Les éléments les plus abondants de la croûte terrestre sont successivement en pourcentage de la masse: 

> Voir tableau 

 

•  Il n'est donc pas surprenant que les minéraux les plus abondant soient des aluminosilicates : les argiles. 

• La base de toute la chimie des silicates est fondée sur la faculté de l'ion Si4+ de former des tétraèdres (SiO4)4+.

•  Un grand nombre de minéraux silicatés ou aluminosilicaté résultent de l'association des tétraèdres (SiO4)4- et par la substitution du silicium par l'aluminium. 

 

I. Caractérisation de la matière première 

 

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C. Procédés de fabrication des carreaux céramiques

• Les carreaux céramiques ou dalles céramiques : plaques plates peu épaisses.

• Ils sont utilisées généralement comme dallages de sols et carrelages de murs . 

•  Les plaques de caréamique sont imperméables : composées d'un support d'argile et d'un recouvrement vernissé : l'émail céramique. 

• Traditionnellement le carreau céramique était élaboré selon des méthodes différentes et en suivant un procédé pratiquement manuel jusqu'aux années soixante. 

 

I. Procédés de fabrication des carreau céramiques 

• Pour fragmenter la matière première : des moyens techniques peuvent être utilisés > mélange homogène et fin. 

• Concassage et broyage : fragmentation matières premières > obtenir des fragments de taille plus petite. 

Tamisage : permettant la sélection de grains à granulométrie déterminée et de tailles plus fines.

• Réalisation des mélanges : les poudres sont alors mélangées dans les proportions désirées + additifs (Des liants, Des lubrifiants, Des acides au frittage, difloculants, Des agents mouillants anti-moussants).

 

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II. Tests de validation et caractérisation du produit fini 

Pour caractériser les carreaux émaillés ainsi obtenus, ils subissent des tests de validation tels que des tests de couleur, de brillances de resistance mécanique, d'usure (abrasion) de résistance chimique : 

Résistance mécanique en flexion 3 ou 4 points. 

• Résistance mécanique en compression. 

• Détection des fissures et autres défauts de surface par ressuage. 

• Microscopie optique conventionnelle (MO). 

• Microscopie électronique à balayage (MEB). 

• Mesure de la résistance au choc thermique par trempe. 

 

La technicité, l'exigence du contrôle du procédé, le design soigné qui s'adapte aux besoins de chaque atmosphère et le soin appliqué à la classification, doivent absolument donnes lieu à un produit dont les caractéristiques sont homogènes et qui répondes aux exigences de l'utilisation. 

 

La technicité, l'exigence du contrôle du procédé, le design soigné qui s'adapte aux besoins de chaque atmosphère et le soin appliqué à la classification, doivent absolument donnes lieu à un produit dont les caractéristiques sont homogènes et qui répondent aux exigences de l'utilisation.

 

 

Conclusion 

De plus qu'être une activité artisanale et artistique, la céramique est aussi aujourd'hui l'objet d'une activité industrielle, plus poussée et d'une recherche de pointe dans le domaine électronique, médical, textile, aéronautique, automobile ou militaire. 

 

Contrairement aux céramiques traditionnelles, les néocéramiques (nouvelle génération de céramique) n'impliquent qu'une faible utilisation de substances minérales naturelles. Leur fabrication fait presque systématiquement appel à des matières premières élaborées par une chimie préparative souvent complexe. Les problèmes de maîtrise de la nature des impuretés et de leur faible taux ainsi que les exigences en matière de constance des caractéristiques sont fondamentaux. 

 

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