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RÉSUMÉ
Les céramiques issues de matières premières minérales naturelles et destinées aux besoins domestiques sont communément appelées « céramiques traditionnelles ». Elles regroupent les produits tels que les céramiques de l’art de la table, les carreaux de sol et de mur, les appareils sanitaires, ainsi que les tuiles et briques en terre cuite.
L’objectif est de décrire les exigences liées à leur utilisation, aux contraintes des matières premières et à celles des procédés, d’examiner les problématiques techniques et scientifiques rencontrées et d’illustrer leur importance sur les plans économique, industriel et environnemental.
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Alexandre SEVAGEN : Ingénieur civil des Mines, PhD - Ancien directeur du laboratoire d’Imerys dédié aux matières premières pour la céramique - Consultant indépendant
INTRODUCTION
On ne peut pas aborder un article traitant des « céramiques traditionnelles » sans rappeler que la céramique a été l’une des premières industries de l’humanité et que le terme « céramique » lui-même trouve son origine dans le grec ancien « keramos » (κεραμος) qui désigne l’argile résistante au feu. Ceci n’est pas un simple fait de culture générale mais constituera le fil conducteur qui nous guidera tout au long de ce document.
Nos ancêtres ont en effet constaté qu’une argile soumise au feu durcissait tout en conservant la forme qu’ils lui avaient donnée. Cette observation leur a permis de créer des objets utiles au quotidien, mais aussi de donner libre cours à leur imagination pour concevoir des pièces esthétiques ou symboliques. Cela nous amène à la définition que nous proposons dans le cadre de cet article pour les « céramiques traditionnelles » :
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des objets élaborés en soumettant au feu, après mise en forme, des matières premières minérales naturelles parmi lesquelles l’argile joue un rôle prépondérant ;
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et destinés à des usages domestiques courants ou au bâtiment, répondant à des exigences fonctionnelles et esthétiques.
Aujourd’hui, cela regroupe les céramiques de l’art de la table, les carreaux de sol et de mur, la céramique sanitaire et les matériaux de terre cuite pour le bâtiment, tels que les tuiles et les briques. Voilà ce que nous appellerons ici les céramiques traditionnelles.
D’un point de vue technologique, plusieurs points communs découlent de cette définition.
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L’argile doit répondre à de nombreuses exigences de rhéologie, de plasticité et de tenue mécanique pour permettre la mise en forme et maintenir l’intégrité de la pièce pendant toutes les manipulations qu’elle subit avant de pénétrer dans le four.
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Les matières premières naturelles, silicatées, induisent un processus de consolidation spécifique générant des interactions importantes entre la formulation, la cuisson et les propriétés des produits finis.
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Et les exigences esthétiques, sources d’une grande partie de la valeur, pèsent lourdement sur les choix de matières premières et de procédés pour parvenir à la forme et au décor requis.
Le lecteur se rendra très vite compte que la céramique traditionnelle repose sur des bases hautement techniques : la complexité des matières premières naturelles, la diversité des usages et l’exigence esthétique posent des problématiques scientifiques de haut niveau, exigeant une pluridisciplinarité et de l’expérience chez les ingénieurs ainsi qu’un savoir-faire remarquable de la part des techniciens et opérateurs.
Il s’agit également d’un secteur industriel toujours très dynamique en Europe, aussi bien pour l’extraction des matières premières que pour la fabrication. Contrairement aux idées reçues, l’innovation y est bien plus vivace qu’on ne pourrait le croire.
Conformément à notre fil conducteur, ce document propose un plan partant des exigences des usages et des applications pour passer ensuite à celles qui lient les matières premières aux procédés en traitant simultanément tous les segments d’application, l’objectif étant d’offrir une meilleure compréhension des problématiques globales, ainsi que des similitudes et des différences entre les segments.
MOTS-CLÉS
céramiques traditionnelles matières premières minérales naturelles argiles céramiques silicatées
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7. Glossaire
Anorthite
Feldspath calcique, un silicate d’aluminium et de calcium CaAl2Si2O8. En céramique c’est une phase néoformée, souvent associée à la gehlénite, qui se forme à la cuisson de formulations contenant beaucoup de calcium, comme dans les faïences et terres cuites. C’est aussi une roche qui peut servir de matière première dans certaines formulations de faïence ou d’émaux.
Atomisation ; spray drying
Procédé de séchage rapide (complet ou partiel) d’une suspension céramique (barbotine) en la transformant en granulés (ou grains atomisés) par pulvérisation dans un flux d’air chaud.
Barbotine ; slip ; slurry
Suspension aqueuse à forte densité de matières minérales finement broyées et divisées servant de précurseur à la fabrication de céramique.
Chamotte
Argile calcinée. Matière première clé de la céramique réfractaire. Dans la céramique traditionnelle, elle permet d’atteindre des températures de cuisson élevées tout en évitant la formation d’une trop grande quantité de phase vitreuse, et de minimiser ainsi les risques de déformation pyroplastique.
Dégraissant
Sable ou tout autre minéral dur rajouté à une formulation à forte teneur en argile (caractérisée de trop grasse) pour ajuster sa plasticité et permettre une mise en forme et un séchage plus faciles.
Émail, glaçure ; glaze ; enamel
Revêtement mince et vitrifié, blanc, opaque ou coloré qui se forme après cuisson sur une céramique afin de la durcir, de la rendre imperméable ou de la décorer. Il peut se suffire à lui-même ou bien être porteur d’un décor coloré. Par extension, les industriels peuvent appeler également « émail » la pâte céramique qui est appliquée pour former l’émail.
Engobe
Revêtement mince à forte teneur en argile qu’on applique sur un tesson. En céramique d’art et en terre cuite, c’est un élément de décor ; dans le carreau et le sanitaire, c’est une sous-couche entre le tesson et l’émail.
Faïence
Céramique poreuse à porosité ouverte supérieure à 10 % (selon la norme ISO 13006 relative aux carreaux) et habituellement émaillée....
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BONNET (J.P.), BLANC (J.J.), POIRIER (C.) - 2. Les céramiques traditionnelles. - In: Les céramiques industrielles [internet], pp. 11-45, Dunod (2013).
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(2) - KINGERY (W.D.), BOWEN (H.K.), UHLMANN (D.R.) - Introduction to Ceramics, 2nd Edition [Internet]. - Wiley (1976).
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(3) - JOUENNE (C.A.) - Traité de céramiques et matériaux minéraux. - Septima (1990).
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(4) - CONTARTESI (F.), MELCHIADES (F.G.), BOSCHI (A.O.) - Anticipated Overfiring in Porcelain Tiles: Effects of the firing cycle and green bulk density. - Bol Soc Esp Cerámica Vidr. 1 mars 2019;58(2):69-76.
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(5) - BERGAYA (F.), LAGALY (G.) - Chapter 1 General Introduction: Clays, Clay Minerals, and Clay Science. - In: Developments in Clay Science [internet], pp. 1-18, Elsevier (2006).
-
(6) - STEFANOV (S.) - Keramik-Glasuren/Ceramic...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Carreaux céramiques – Définitions, classification, caractéristiques, évaluation et vérification de la constance de performance et marquage - NF EN ISO 14411 - 2016
-
Appareils sanitaires : matériaux émaillés – Spécifications générales - NF D14-601 - 2015
-
Emaux vitrifiés – Libération depuis les articles émaillés en contact avec les aliments – Méthode d’essai et limites - NF EN ISO 4531 - 2022
-
Revêtements de sol scellés - DTU 52.1 - 2020
-
Vaisselle en céramique, vaisselle en vitrocéramique et vaisselle de table en verre en contact avec les aliments – Émission de plomb et de cadmium – Partie 1 : Méthode d’essai - NF ISO 6486-1 - 2020
-
Appareils sanitaires – Essai de résistance aux chocs - NF D 14-502 - 2019
-
Carreaux et dalles céramiques – Définitions, classification, caractéristiques et marquage - ...
Organismes – Fédérations – Associations
Cerame Unie
Pôle européen de la céramique
Groupe français de la céramique
Société de l’industrie minérale
CTTC
CTMNC
ENSIL ENSCI
https://www.ensil-ensci.unilim.fr/
Institut de céramique française (ICF)
https://ceramique-francaise.com
Documentation
Revue interceram
http://www.interceram-review.info/
Revue CFI Ceramic Forum
Ceramic World Review
https://www.ceramicworldweb.com
HAUT DE PAGE2 Données statistiques et économiques
On ne trouve pas facilement de bonnes données statistiques couvrant la zone Europe et Méditerranée telle que définie au § ...
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