Les pâtes céramiques


Classification des produits céramiques

On peut classer les produits céramiques selon les caractéristiques du produit fini, en distinguant en particulier les tessons poreux ( terre cuite, faïence ) et les tessons non poreux ( grès, porcelaine, vitreous ). Le classement se fait également selon la nature des matières premières utilisées, matières argileuses et matières non argileuses.

Terre cuite

On utilise des argiles naturelles, brutes ou légèrement modifiées ( dépierrage, ajout de chamotte ), naturellement colorées par des composés du fer. Le façonnage se fait généralement par extrusion, pressage ou calibrage. La cuisson se fait à basse température ( 900 à 1000°c ), et l’on obtient une assez bonne résistance mécanique tout en évitant des déformations et des retraits de cuisson importants. Le tesson obtenu est coloré, poreux, opaque, terne, relativement fragile. On fabrique en terre cuite principalement des briques, tuiles, carreaux et de la poterie horticole.

La faïence

On utilise des argiles naturelles plus raffinées ou des pâtes céramiques obtenues en mélangeant argiles colorées, argiles blanches ( kaolins, … ), silice, chamotte, feldspaths, calcaire, dolomie, … Toutes les méthodes de façonnages sont utilisables. Le biscuitage se fait vers 1000° à 1200°c, sans déformation, avec un faible retrait de cuisson. Le tesson obtenu est poreux, opaque, à cassure mate et relativement fragile. La pièce doit être entièrement émaillée pour être étanche, mais il peut être difficile d’arriver à un accord tesson-émail. L’émail se cuit à une température souvent inférieure à celle du biscuit. On fabrique en faïence de la vaisselle, des objets de décoration, des carreaux.

Le grès

On utilise des argiles colorées ou non et des pâtes plus élaborées ( kaolins, feldspaths, chamotte, silice ). Une pâte à grès ne contient pas, ou pratiquement pas, de calcaire. Toute les méthodes de façonnages sont utilisables. Le biscuitage se fait vers 900° à 1000°c, en oxydation. La cuisson d’émail se fait à plus haute température, en oxydation ou en réduction, et provoque une vitrification intense dans la pâte céramique : le retrait de cuisson peut être important et il y a des risques de déformation. Le tesson obtenu est solide, opaque, non poreux, à cassure plutôt vitrifiée. On peut distinguer les grès tendres ( vitrification, « grésage » vers 1100°- 1250°c ) et les grès durs ( vitrification vers 1250°- 1350°c ). On fabrique en grès des carreaux, de la vaisselle, des pièces sanitaires.

La porcelaine

On utilise des pâtes céramiques très blanches contenant environ 50% de kaolin, 25% de feldspaths et 25% de silice. Ces pâtes sont assez peu plastiques, elles sont souvent façonnées par pressage ou coulage. Néanmoins, certaines pâtes peuvent se tourner. Le biscuitage se fait en oxydation vers 900° à 1000°c. La cuisson de l’émail se fait à plus haute température en oxydation ou en réduction, mais la blancheur est plus éclatante en réduction. La température élevée, de 1250° à 1400°c, amène à une vitrification maximale, avec retrait important et risque de déformation. Le tesson obtenu est solide, non poreux, translucide sous faible épaisseur, blanc, à cassure vitrifiée. L’émail et le tesson qui ont des compositions très voisines, sont chimiquement inertes. On fabrique en porcelaine de la vaisselle, des pièces culinaires, du matériel de laboratoire, des isolateurs électriques, des bougies pour moteur, des statuettes… Les orientaux ont été les premiers à fabriquer de la porcelaine. Il existe dans ces régions des kaolins ( le mot est d’origine chinoise ) donnant une pâte plastique, tournable et une matière translucide par cuisson vers 1300°c. Les toutes premières porcelaines véritables ont été fabriquées en Chine entre 25 et 220 après JC. Les premières porcelaines furent rapportées en occident au XVème siècle et les européens n’eurent de cesse d’essayer de reproduire cette céramique translucide et d’une extrême blancheur.

Vitreous

Ce mot, qui signifie « vitreux » en anglais, désigne une matière de conception récente, dont la composition est intermédiaire entre celle d’une faïence blanche et celle d’une porcelaine. Le tesson est très peu poreux, blanchâtre, solide, la cassure est assez vitrifiée. On ne recherche pas la translucidité mais une aptitude au coulage et à l’émaillage sur cru. Par monocuisson vers 1200°-1250°c, on obtient un émail solide et un tesson non déformé ( monocuisson qui permet également de faire des économies de temps et d’argent ). On fabrique en vitreous de la vaisselle solide et peu chère, des pièces sanitaires.

Réfractaires

Il s’agit de matériaux qui supportent de très hautes températures. On utilise des mélanges de kaolins, argiles réfractaires, chamotte, silice, alumine, des composés du magnésium, du chrome, du zirconium. Les pièces sont façonnées essentiellement par pressage ou extrusion, pour donner des briques, des creusets, des corps de brûleur, du matériel d’enfournement. On fabrique également des produits non façonnés comme les bétons réfractaires, les fibres céramiques. Ces réfractaires peuvent être lourds, avec une bonne résistance mécanique, ou légers, avec un bon pouvoir isolant.

Néo-céramique

On n’utilise pas de produits argileux, mais des poudres d’oxydes, de carbures, de nitrures, de carbone. Les poudres sont mélangées et mis en forme essentiellement par pressage puis cuites, frittées, à des températures pouvant aller jusqu’à 2600°c. On obtient ainsi des pièces de haute technologie utilisées dans les domaines aéronautique, spatial, nucléaire, électronique et biomédical.