Brevet FR2669851A1 — publié le 19920605

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un objet utilitaire ou décoratif en terre, étanche à l'eau. Il peut s'agir notamment de récipients tels que vases, brocs, ou autres objets comme des assiettes, sujets décoratifs, etc... Il est traditionnellement connu de fabriquer des objets en terre, par exemple un vase, en façonnant celui-ci à partir d'une barbotine obtenue par un mélange de terre et d'eau apte à former une pâte malléable. Cette pâte ainsi obtenue est plus ou moins fluide initialement, selon le procédé de façonnage employé. En effet, il peut s'agir d'un façonnage manuel, sur tour ou non, ou bien encore par moulage. C'est souvent la technique du moulage qui est retenue pour la fabrication en série, car de manière évidente elle permet une constance dans la qualité et une meilleure productivité. Dans un cas comme dans l'autre, il est également traditionnel d'obtenir des produits céramiques fondés sur la propriété des argiles de donner avec l'eau une pâte plastique facile à façonner et devenant dure, solide et inaltérable après cuisson. Selon le degré de température à laquelle s'effectue la cuisson, l'on obtient une dureté et une imperméabilité plus ou moins importante du produit, en l'occurrence du vase. C'est ainsi qu'une faïence est obtenue par cuisson de l'argile autour de 8000C, mais dans ce cas, l'étanchéité du vase ne peut être réellement obtenue que par une opération d'émaillage complémentaire qui entraîne une seconde cuisson. Il peut être remédié à cet inconvénient en utilisant un matériau fortement vitrifié, pour l'obtention d'une porcelaine, par une cuisson autour de 12000C. De cette manière, le produit est étanche en soi et ne nécessite pas une opération d'émaillage. Néanmoins, même dans ce cas, le produit subit une seconde cuisson, car il reçoit généralement un décor émaillé qui doit être cuit également. Autrement dit, l'obtention d'un produit en terre et comportant un décor implique dans le cas d'une faïence ou d'une porcelaine au moins deux opérations de cuisson. Bien entendu, de telles opérations de cuisson pénalisent fortement la productivité, car les temps de cuisson sont longs et de plus s'additionnent. A ajouter également dans le prix de revient, le temps et le coût de la manutention pour introduire et ressortir les produits du ou des fours à chaque cuisson, ainsi que le coût de l'énergie utilisée. Par ailleurs, une autre pénalité se répercute sur le prix de revient final du produit et concerne le coût d'installation de fours, nécessitant des investissements, tant de matériels que de locaux pour les y implanter. De plus, avec les méthodes actuelles, il est exclu de réaliser une automatisation totale de la fabrication du produit. Le but de la présente invention est de remédier à tous ces inconvénients en supprimant toutes les opérations de cuisson. L'invention a donc pour objet un procédé de réalisation d'un objet résistant et imperméable en terre argileuse durcie dans lequel on façonne tout d'abord un objet en terre crue pour lui donner une forme voulue, limitée par une paroi mince ayant une face interne et une face externe, puis on le fait sécher à coeur. Selon l'invention, on immerge l'objet rigide ainsi obtenu dans un fluide comprenant un produit polymérisable en solution dans un solvant de façon que l'objet soit au contact du fluide sur toutes ses faces internes et externes et l'on maintient l'immersion pendant un temps suffisant pour que le produit en solution pénètre par imprégnation dans l'épaisseur de l'objet à partir des deux côtés interne et externe, le temps d'immersion étant limité de façon à laisser subsister au centre de la paroi une partie non imprégnée d'épaisseur suffisante pour maintenir la rigidité de l'objet, puis l'on extrait l'objet de la solution et on le laisse sécher de façon que, par évaporation du solvant, la polymérisation se déclenche dans les deux parties imprégnés de la paroi. La présente invention couvre également les caractéristiques ci-après, considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles. Selon une autre caractéristique de l'invention, le produit polymérisable à l'air est une résine époxy. Selon une autre caractéristique de l'invention, la résine époxy est une résine époxy mono-composant. Selon une autre caractéristique de l'invention, la résine époxy mono-composant est chargée d'extraits secs. L'invention concerne également un objet, notamment un vase, obtenu selon le procédé précité. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'objet ainsi réalisé est apte à recevoir un décor effectué, par exemple à la peinture à l'huile, avec application directe et sans traitement ultérieur, de vernissage ou d'émaillage par exemple. A titre d'exemple pratique, un vase en terre crue a été réalisé selon la technique de façonnage par moulage puis rendu étanche et résistant de la façon suivante - façonnage de l'objet à partir d'une barbotine obtenue par un mélange de terre et d'eau - durcissement de l'objet en terre crue par séchage naturel à coeur, à température ambiante - immersion intégrale de l'objet en terre crue dans un bain d'un solvate obtenu à partir d'un produit polymérisable à l'air, combiné avec son solvant ; - imprégnation de l'objet en terre crue sur toutes ses faces ;; - maîtrise d'un temps d'imprégnation déterminé en fonction du degré de pénétration du solvate dans l'objet en terre et de son épaisseur, pour que celui-ci ne soit pas imprégné à coeur - extraction du bain, de l'objet imprégné, pour égouttage et polymérisation du produit à l'air, déclenché par l'évaporation du solvant avec lequel il est combiné. L'idée essentielle de l'invention consiste à faire pénétrer dans la paroi en terre crue, une résine dissoute dans un solvant dont l'évaporation déclenche la polymérisation de la résine, ce qui permet d'obtenir les qualités de résistance et d'étanchéité comparables à celles que l'on obtient habituellement par cuisson. Le bain d'imprégnation sera constitué, par exemple, d'une solution a base d'un solvant et d'un produit époxy, durci par une amine bloquée, le solvant étant du type méthyléthylacétone ou acétate. Cette amine (composant orqanique ) , mélangée au produit époxy, le polymérise et le bloque dans l'attente de l'évaporation du solvant et de la réaction de durcissement de ltépoxy engendrée par la présence de l'humidité dans l'air. Un très faible taux d'humidité suffit, d'ailleurs, à la réaction. Le solvant agit, donc, de deux façons : tout d'abord dans la phase d'immersion, il favorise la pénétration de la résine dans les pores de la terre séchée mais non cuite, puis son évaporation, dans la phase de séchage déclenche la polymérisation. Comme produit polymérisable, on utilise de préférence une résine époxy mono-composant dont les molécules remplacent les molécules d'air dans la terre et se soudent les unes aux autrs pour conférer une étanchéité et une dureté au produit lors de sa polymérisation à l'air. Le temps d'immersion du produit au cours de laquelle s'effectue l'imprégnation dépend du poids du produit et/ou de l'épaisseur de ses parois dans le cas d'un vase et ceci pour un modèle donné. Ce temps est également influencé par le degré de pénétration du solvate selon les composants choisis. Selon ces paramètres, le temps d'immersion est par conséquent variable, mais dans tous les cas, il devra être déterminé de façon à laisser subsister dans les parois du vase un coeur sec, d'épaisseur au moins égale, sensiblement, au tiers de l'épaisseur, l'imprégnation ayant lieu de part et d'autre de ladite paroi sur une épaisseur d'au plus un tiers de chaque côté. Le maintien, dans la partie centrale de la paroi, d'un coeur sec d'épaisseur minimale est nécessaire pour que le produit ne risque pas de s'effondrer par ramollissement. On a constaté, en revanche, que le poids du produit absorbé et la profondeur de pénétration ne sont pas proportionnels au temps d'immersion D'une façon générale, à une température ambiante de 18 à 200C, l'absorption de résine, pendant un temps de 15 minutes, se fait sur une épaisseur moyenne de 0,5 à 1 mm qui, normalement, est suffisante pour obtenir la résistance et l'étanchéité voulues. En pratique, comme la profondeur et la vitesse de pénétration dépendent de la nature de la terre et de la résine, de la température et de la forme du produit, le temps d'immersion nécessaire, pour une série de produits, sera déterminé par des essais préalables. A titre d'exemple, de tels essais ont été effectués pour un base dont le poids cru est de 730 g. Après 15 mn d'immersion, le poids est passé à 780 g, ce qui représente une absorption de 50 g de solvate. Des immersions de 5 mn et de 10 mn pour des vases de poids sensiblement correspondant ont provoqué respectivement des absorptions de 20 g dans les deux cas Cela confirme la non-linéarité du temps d'absorption en fonction de la quantité du solvate absorbée. Des essais d'étanchéité ont également été réalisés avec ces différents vases ainsi traités et il a pu être constaté qu'après une semaine, des vases remplis d'eau ne laissaient apparaître aucun suintement. Des essais de résistance à l'écrasement ont été également effectués. La rupture d'un vase traditionnel cuit pesant 700 g environ intervient sous une force de 90 kg. Plusieurs essais sur des vases sensiblement identiques en poids et en forme ont démontré une résistance dont la limite de rupture s'établissait autour de 120 kg. On a pu ainsi remarquer que, la résine conférait aux vases une certaine souplesse et que de ce fait ils risquaient moins d'éclater en cas de chocs. Le traitement des vases, selon le procédé de l'invention, permet donc d'obtenir des qualités d'étanchéité et de résistance comparables à celles des poteries ou céramiques réalisées de la façon habituelle. Selon le cas, la résine époxy mono-composant est chargée d'extraits secs plus ou moins dosés. Un pourcentage de l'ordre de 10 % semble donner des résultats satisfaisants. Pour que la polymérisation se passe dans de bonnes conditions, il est préférable que la température ambiante, lors du séchage, soit maintenue entre 150 et 200. Par ailleurs, pendant la phase d'imprégnation, il faut maintenir les concentrations dans le bain en ajoutant du solvant pour compenser son évaporation, cette adjonction étant faite, soit en continu, soit simplement, en fin de journée. En moyenne, pour une journée, on peut avoir à ajouter 15 litres de solvant pour 100 litres de solution de base. L'objet ainsi réalisé et traité peut être décoré, par exemple à la peinture. Aucun vernis ou émaillage n'est nécessaire pour assurer l'étanchéité puisque la matière est étanche par elle-même, mais dans un but décoratif, il est intéressant d'utiliser une peinture dite "émaillée". D'une façon générale, la nature de la peinture doit être adaptée à celle du produit et être compatible avec la résine pour obtenir une bonne adhérence et l'aspect recherché mais on a constaté que les peintures à l'huile donnaient des résultats très satisfaisants. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un objet résistant et imperméable en terre argileuse durcie dans lequel on façonne tout d'abord un objet en terre crue pour lui donner une forme voulue, limitée par une paroi mince ayant une face interne et une face externe, puis on le fait sécher à coeur, caractérisé par le fait que l'on immerge l'objet rigide ainsi obtenu dans un fluide comprenant un produit polymérisable en solution dans un solvant de façon que toute la paroi de l'objet soit au contact du fluide et sur ses deux faces interne et externe et l'on maintient l'immersion pendant un temps suffisant pour que le produit en solution pénètre par imprégnation dans l'épaisseur de la paroi et des deux côtés de la paroi, le temps d'immersion étant, cependant, limité, compte tenu de l'épaisseur des parois, de façon à laisser subsister au centre de chaque paroi une partie non imprégnée d'épaisseur suffisante pour maintenir la rigidité de l'objet, puis l'on extrait l'objet de la solution et on le laisse sécher de façon que, par évaporation du solvant, la polymérisation se déclenche sur les deux côtés imprégnés de la paroi. 2. Procédé de réalisation d'un objet selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, après la polymérisation, on réalise la décoration de l'objet par application directe d'une peinture. 3. Procédé de réalisation d'un objet selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on effectue la décoration avec une peinture à l'huile. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit polymérisable à l'air est une résine époxy. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la résine époxy est une résine époxy mono-composant. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la résine époxy mono-composant est chargée d'extraits secs. 7. Objet en terre, notamment récipient obtenu selon le procédé des revendications 1 à 6. 8. Objet en terre selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est apte à recevoir un décor effectué à la peinture à l'huile, par application directe et sans traitement ultérieur.