Le coulage se pratiquait autrefois en délayant simplement une argile dans de l’eau jusqu’à fluidité complète. On était obligé, pour y arriver, d’introduire une forte proportion de ce liquide, pour l’absorption duquel il fallait des moules très poreux qui devenaient rapidement hors.d’usage. De plus, le fort retrait des pièces provoquait un grand nombre de fentes… ce procédé a donc été abandonné.
La prise de la barbotine sur les parois du moule nécessite que ce dernier absorbe l’eau contenue dans la pâte liquide. L’épaisseur de la prise se fera en fonction du temps selon l’humidité du moule, de la densité de la barbotine, des capacités filtrantes de la pâte déposée.
La liquéfaction de la barbotine avec très peu d’eau s’obtient en utilisant des défloculants (ou électrolytes). Ces produits sont utilisés en très petite quantité car i[s contribuent à dégrader le plâtre des moules. Leur augmentation agit sur l’allongement du temps de prise.
Pourquoi réaliser une barbotine de coulage ?
Une barbotine de coulage permet de réaliser des objets aux formes plus ou moins complexes à partir de moules en plâtre ouverts ou fermés.La prise de la barbotine sur les parois du moule nécessite que ce dernier absorbe l’eau contenue dans la pâte liquide. L’épaisseur de la prise se fera en fonction du temps selon l’humidité du moule, de la densité de la barbotine, des capacités filtrantes de la pâte déposée.
La liquéfaction de la barbotine avec très peu d’eau s’obtient en utilisant des défloculants (ou électrolytes). Ces produits sont utilisés en très petite quantité car i[s contribuent à dégrader le plâtre des moules. Leur augmentation agit sur l’allongement du temps de prise.
Caractéristiques d’une barbotine de coulage
Trois caractéristiques principales sont à retenir :- La densité
- La viscosité
- La thixotropie
Le phénomène de floculation / défloculation
Lorsque l’argile est mélangée à de l’eau, ses particules en forme de plaquettes, chargées électriquement, ont tendance à s’agglomérer les unes aux autres. Ce phénomène résulte du fait que les charges de la surface des plaquettes et celles des bords soient de signe opposé. Comme le + attire le – et réciproquement, les petites plaquettes s’organisent les unes par rapport aux autres pour former une structure « en château de cartes ». Cela se traduit pour le céramiste par une barbotine très visqueuse, une boue, qui atteste d’un état dit de floculation qui a tendance à sédimenter.L’introduction de défloculants, tels que le carbonate de sodium et le silicate de sodium dans l’eau de la barbotine, vient annuler une grande partie des charges électriques de la surface des plaquettes.
Celles-ci se détachent alors les unes des autres, retrouvent une certaine mobilité et forment une suspension dans l’eau. La barbotine est défloculée.
La densité
La densité montre la teneur en argile de la barbotine et la quantité d’eau nécessaire à sa réalisation. Plus la densité sera élevée et moins la barbotine contiendra d’eau, ce qui permettra de ne pas saturer trop rapidement les moules de travail. En règle générale on recherche la valeur la plus élevée possible en compromis avec les autres caractéristiques.
Voici quelques valeurs courantes :
– Porcelaine 1720 à 1750
– Faïence calcaire 1750 à 1780
– Faïence feldspathique 1800 à 1840
– Argile chamottée 1820 à 1860
– Argile réfractaire 1950 à 2050
– Porcelaine 1720 à 1750
– Faïence calcaire 1750 à 1780
– Faïence feldspathique 1800 à 1840
– Argile chamottée 1820 à 1860
– Argile réfractaire 1950 à 2050
La densité exprimée ici est le rapport du poids d’un litre de barbotine avec le poids d’un litre d’eau.
Mesure de la densité d’une barbotine
- Prenez une bouteille en verre d’1 litre (attention : la plupart des bouteilles en plastique se déforment sous le poids de la barbotine… et le volume change…donc la mesure est faussée) et une balance.
- Notez la masse M de la bouteille.
- Remplissez la bouteille avec de l’eau jusqu’à lire précisément M + 1kg. sur la balance. Faites un trait sur le goulot au feutre indélébile pour situer le niveau d’eau correspondant à 1 kg (soit 1 litre). Videz complètement la bouteille et égouttez-la bien.
- Remplissez ensuite la bouteille de barbotine jusqu’au trait en veillant à ne pas le dépasser. Il ne doit pas subsister de bulles d’air dans la barbotine car cela aussi fausse la mesure. Pesez la bouteille remplie de barbotine. La densité est égale à l’indication de la balance – M.
Exemple : la bouteille vide pèse 452 gr, la bouteille pleine de barbotine pèse 2239 gr, la densité vaut d = 2239 – 452 = 1TB7.
Quantité d’eau utilisée
Elle doit être la plus faible possible pour donner de bons compromis entre la saturation des moules, la densité, la viscosité et la thixotropie.Par exemple, pour une faïence 18% à2O% d’eau seront suffisants pour amener une barbotine à une densité de 1800 à 1810. Cela représente environ 360 à 380 gr. d’eau pour 1kg. de matière sèche.
Pour une porcelaine de densité 1750, l’eau pourra atteindre 400 à 420 gr d’eau pour 1kg de matière sèche.
La viscosité apparente
La viscosité caractérise l’écoulement de la barbotine, une fluidité suffisante pour assurer un remplissage correct des moules et de leurs détails.
Mesure de la viscosité apparente d’une barbotine
La méthode la plus pratique consiste à utiliser une coupelle d’écoulement. On peut en réaliser une en partant d’un récipient cylindrique à fond plat ou légèrement conique percé en son centre d’un trou de 5 à 6 mm Par exemple une boite métallique d’une hauteur d’environ 7 cm et d’un diamètre de 5 à 6 cm.
La mesure sera basée sur le temps d’écoulement nécessaire à vider ce récipient préalablement rempli à ras bord. ll faudra procéder par expérience : si l’écoulement ne s’effectue pas bien ou s’arrête en cours de mesure, cela voudra dire que la viscosité est trop élevée, la barbotine pas assez fluide.
Une mesure de viscosité apparente doit toujours être effectuée immédiatement après une période d’agitation de la barbotine car dès que l’agitation cesse, la préparation de coulage se modifie pour devenir plus « rigide », plus épaisse (thixotropie).
Une mesure de viscosité apparente doit toujours être effectuée immédiatement après une période d’agitation de la barbotine car dès que l’agitation cesse, la préparation de coulage se modifie pour devenir plus « rigide », plus épaisse (thixotropie).
La thixotropie
Ce mot compliqué désigne le comportement plastique d’une barbotine, c’est à dire son aptitude à se figer lorsqu’on la laisse au repos. Cette caractéristique est très importante car elle définit en grande partie la qualité du coulage.
Avec le même instrument que celui utilisé pour la mesure de la viscosité, la thixotropie est évaluée après un temps de repos de 5 à 10 minutes.
Le temps de prise : si la thixotropie est insuffisante, le temps de prise sera très long, les propriétés filtrantes de la couche déposée diminuant fortement.
Le réglage des paramètres de viscosité et de thixotropie demande une certaine rigueur dans la méthode de travail : dosage des ingrédients, mesures et conditions d’emploi.
Avec le même instrument que celui utilisé pour la mesure de la viscosité, la thixotropie est évaluée après un temps de repos de 5 à 10 minutes.
Pourquoi mesurer la thixotropie ?
La qualité du travail : si vous devez couler dans des moules en creux, « à ciel ouvert » , avec en fin de prise la nécessité de vider les moules de la barbotine en excès, vous apprécierez,lors du vidage, que la barbotine s’écoule avec suffisamment de fluidité sans être épaisse comme du « yaourt ». Vous apprécierez aussi d’avoir un état de surface le plus lisse possible à l’intérieur de la pièce (du côté vidé) sans nervures ni surcharges irrégulières.Le temps de prise : si la thixotropie est insuffisante, le temps de prise sera très long, les propriétés filtrantes de la couche déposée diminuant fortement.
Le réglage des paramètres de viscosité et de thixotropie demande une certaine rigueur dans la méthode de travail : dosage des ingrédients, mesures et conditions d’emploi.
Les électrolytes défloculants
Comme nous l’avons vu ce sont des sels de sodium qui règlent le milieu aqueux de la barbotine.Le carbonate de sodium se dilue dans l’eau chaude (50″ à 60’C), Son action est lente. ll agit sur la thixotropie en donnant une rigidité à la suspension au repos Le silicate de sodium agit rapidement. Il fluidifie la barbotine.
A l’Atelier nous utiliserons un mélange de ces produits sous forme de poudre noire du commerce, prête à l’emploi.
L’effet du temps
On observe souvent qu’une barbotine préparée la veille a évolué lorsqu’on fait de nouvelles mesures le lendemain. Donc après délayage un temps de stabilisation de quelques heures à 2 jours peut s’avérer utile.Par ailleurs, une préparation à partir sèche est plus efficace car les particules éclatent sous l’effet de l’hydratation et I’eau additionnée des défloculants est plus rapidement en contact avec les feuillets argileux.
Qualité de l’eau
Plus une eau sera dure (calcaire) plus il faudra d’électrolyte’pour obtenir un bon résultat d’écoulement (viscosité).L’ajout en cas d’extrême dureté, peut être de 10% à 20% par rapport à la quantité nécessaire avec de I’eau très douce.
Récapitulatif de la mise en œuvre
- Déposez dans un seau la quantité d’eau et de défloculants (préalablement délayés dans un peu d’eau chaude prélevée dans le seau),
- Agitez le mélange eau + défloculants,
- Introduisez progressivement l’argile (en pluie),
- Agitez jusqu’à obtenir une préparation homogène,
- Laissez reposer 12 heures minimum,
- Contrôlez la densité puis la viscosité,
- Tamisez éventuellement,
- Laissez reposer la barbotine quelques heures encore.
RECOMMANDATIONS
- Au moment de son utilisation, remuez la barbotine avec une simple louche et de façon pas trop prolongée pour ne pas provoquer d’échauffement.
- Les déchets et rognures peuvent être recyclés dans la barbotine après avoir été séchés et réduits en poudre. Il faudra alors penser à procéder à des ajustements de la quantité d’eau.
- Attention : les sulfates sont l’ennemi du coulage ! ils proviennent du plâtre ( sulfate de calcium) qui est faiblement soluble et provoquent un accroissement de la thixotropie (épaississement de la barbotine).
- Conservation : il va de soi qu’une pâte liquide se conserve à l’abri de l’air et loin d’une source de chaleur pour éviter toute évaporation . Par exemple, dans un seau en plastique fermé avec un couvercle hermétique.
Coulage des pièces
Le matériel :
– 1 seau de barbotine
– l moule en plâtre et sa ceinture élastique
– 1 récipient verseur
– 2 réglettes en bois
– l couteau pointu
– 1 éponge
– éventuellement 1 tamis
– 1 seau de barbotine
– l moule en plâtre et sa ceinture élastique
– 1 récipient verseur
– 2 réglettes en bois
– l couteau pointu
– 1 éponge
– éventuellement 1 tamis
Le coulage
Versez la barbotine préparée dans un moule maintenu fermement serré par des élastiques. Aussitôt, le plâtre -plein à ras bord- absorbe une partie de l’eau, et la pâte liquide en contact avec le moule se raffermit. Simultanément le niveau descend : effectuez de nouveaux remplissages jusqu’à atteindre l’épaisseur souhaitée.de la paroi de l’objet. Cela peut prendre plus ou moins Oe temps selon que l’on utilise un moule bien sec, ou déjà humide (en général 1/2 heure environ).L’épaisseur voulue une fois atteinte, videz la barbotine liquide encore présente dans le moule en renversant celui-ci au dessus du seau et en le laissant retourné, légèrement incliné sur 2 réglettes de bois pendant t heure minimum. Pendant cet égouttage la pièce acquiert une dureté suffisante pour permettre de la manipuler, et donc, l’extraire du moule.
Au moment de démouler, touchez la pâte : elle doit être ferme et ne plus coller au doigt. Si à l’ouverture du moule vous notez une certaine résistance, c’est que la barbotine adhère encore au plâtre. Laissez l’objet se raffermir encore un peu, sinon il se déchirera.
Enfin, ouvrez le moule, retirez la pièce, ébarbez-la et mettez-la à sécher. Avant complet séchage, lorsque l’objet a la consistance du cuir, retirez au couteau les marques du joint. En dernier, passez l’éponge humide afin de napper la peau du coulage. Après 2 voire 3 utilisations successives, le plâtre est saturé d’eau : il convient de le faire sécher à l’air libre, au soleil par exemple…
Préparation type expérimentée à l’Atelier
Pour obtenir une densité d = 1820 grammes de barbotine dans le volume d’1 litre, pesez :- 1000 grammes d’argile sèche pulvérisée. Ref : Céradel FM 349 B
- 400 grammes d’eau
- 2 grammes de défloculants « Dolaflux »