Terre Et Glacures Rhodes [PDF]

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AVERTISSEMENT 1. La numérotation adoptée pour les tamis est celle du système AFNOR. 2. Chaque fois que l'on indique sans autre précision une quantité d'oxyde entrant dans la composition d'une glaçure ou d'une couverte de base (0.7 oxyde de baryum; 0,3 CaO, etc.), il s'agit de la quantité moléculaire contenue dans la formule unité, et non d'un pourcentage en poids. Les oxydes colorants, eux, sont exprimés en pourcentage du poids de la glaçure ou de la couverte crue sans addition d'eau. 3. Quelques passages et tableaux concernant des terres typiques des États-Unis ont été omis dans la traduction. Dans les recettes données en appendice, l'Oxford Spar a été remplacé par l'albite et les calculs ont été refaits en fonction de ce changement. 4. On entend par couverte un émail qui cuit à haute température en même temps que la pâte, sur grès ou sur porcelaine. La glaçure est une composition vitreuse qui recouvre un corps de pâte perméable ou qui s'ajoute par une deuxième cuisson sur une pièce semi-vitnfiée. Le terme de « glaçures » s'emploie aussi d'une façon générale pour désigner tous les émaux, couvertes et glaçures.

L'ARGILE L'argile est un matériau courant. Elle est abondante, l'emploi du microscope électronique a permis de découbon marché; on l'extrait et on la prépare facilement. Elle vrir quelque peu la taille et la forme des particules d'argi le. n'exige pas un traitement considérable comme la plupart Dans bien des cas, les difficultés rencontrées en potedes matières dont on se sert pour la fabrication d'objets rie sont dues au grand nombre de facteurs qu'elle usuels. S'il n'en était pas ainsi, les peuples de l'Antiquité implique. Même avec des matériaux vendus tout préparés, n'auraient pas pu faire de céramique. On peut du reste les incertitudes inhérentes à la technique du séchage, de encore la pratiquer sans recoum à la science. la cuisson et de l'émaillage demeurent. Pour pouvoir exerl'argile est aussi un maténau capncieux. Sa plast1c1té cer un certain contrôle tout au long du processus de fabriet son utilisation sont très différentes et certaines terres cation, le potier doit comprendre les lois fondamentales conviendront très bien à un emploi déterminé et seront auxquelles obéissent les matières premières qu'il emploie. inutilisables pour d'autres. l'argile a du retrait au séchage Il a besoin de savoir d'où vient le retrait, par exemple, et bien davantage encore à la cuisson, et cela pose de pourquoi certaines argiles en ont plus que d'autres, pournombreux problèmes quoi certaines pièces se fendent pendant de fabrication. Ses réactions au feu le refroidissement du peuvent sembler imfour, et comment il prévisibles et, même convient de mélanger dans les conditions et de cuire les matéles plus rigoureuseriaux pour obtenir ment contrôlées, un certains effets. Grâce certain nombre d'inà l'application d'un certitudes demeunombre relativement rent attachées à la restreint de principes, cuisson. les soluon peut maîtriser les tions pratiques de facteurs variables des tous les problèmes matières premières, posés par la fabricamodifier leur compotion d'objets en sition et conduire la argile sont plus doncuisson de manière Bloc d'argile 11/itique. nées par la connaisappropriée. sance du « métier », l'argile est l'une des rares matières sans valeur intrinsèque, mais transforque par la science. Au cours des siècles, les potiers ont mable en objets qui, eux, en ont une. La valeur est donnée mis au point des techmques pour traiter leur mat1ère première. par le potier. l 'argile n'a pas de formes propres, et celles Dernièrement, la science a énormément contribué à que IUJ donne le potier sont de son invention et do1vent la conna1ssance de la céramique. Ce qui auparavant très peu à l'argile. Naturellement, l'argile impose certaines n'était compris que de manière vague et grâce à des lim1tes aux pièces. Par exemple, les épa1sseurs trop faibles méthodes empiriques a été clarifié par la recherche sont contre-indiquées à cause de la fragilité de l'argile moderne. Ce n'est que récemment, par exemple, que cuite, ainsi que les formes trop excentriques qui s'affaisse9

ratent avant qu'on puisse les achever. Mais à l'intérieur de ces limites, le potier est libre d'exprimer sa préférence, et les formes des objets en argile sont caractérisées par une grande liberté et une variété étonnante. La valeur de la poterie, du moins pour ceux qui la fabriquent, semble résider au-delà de son utilité et de sa beauté. À travers la poterie, on reprend contact avec les traditions des civilisations et des cultures les plus anciennes. Elle symbolise d'une manière particulièrement concrète quelques-unes des activités humaines les plus fondamentales. Une pièce quelconque, aussi modeste qu'elle puisse être, semble participer à la gloire d'un métier, dont les chefs-d'œuvre ont réussi à répondre en même temps aux exigences matérielles des hommes et à leurs besoins spirituels profonds.

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On peut définir la céramique comme l'art de faire des objets durables, soit usuels, soit artistiques, ou les deux à la fois, en cuisant des matières premières extraites de la terre. La céramique comprend non seulement la poterie mais aussi le verre, la brique, la tutie, et tous les produits à base d'argile : les briques réfractaires, les briques à feu, les porcelaines de laboratoire, les ISolateurs, les ciments, les platres, les chaux et les émaux v1treux pour métal. L'ensemble de ces mdustries représente une partie importante et indispensable de notre activité industrielle. Toutes sont basées sur l'emploi de matières premières ordinaires, bon marché et abondantes. La céramique, qui fut l'un des premiers arts utilitaires inventés par l'homme, est encore aujourd'hui l'une de ses activités maîtresses.

1. Origines géologiques de l'argile

1. Nature de la croûte terrestre Pour comprendre ce qu 'est l'argile en tant que matière première, il faut considérer ses origines géologiques. L'argile est produite par l'érosion, et puisque l'érosion est continue et universelle, l'argile est une matière extrêmement commune dans la nature. Elle est d'ailleurs une gêne pour le fermier, le mineur, l'ingénieur des Ponts et Chaussées. On aurait tort de considérer l'argile comme une matière rare, inhabituelle, ou ayant une valeur en soi; c'est en réalité un des éléments constitutifs importants de la croûte terrestre. L'argile est une production permanente de la nature et, sans aucun doute, il s'en forme chaque jour plus que l'homme ne peut en extraire pour son industrie. Si la surface de la terre nous paraît immuable, cela tient au fait que nous ne pouvons l'observer que pendant une période de temps relativement courte. Mais en fait, la terre a subi des changements continuels. De vastes aires continentales ont émergé sous forme de montagnes ou ont été recouvertes par des mers intérieures. Le climat de certaines régions a changé, passant du climat arctique aux chaleurs tropicales. Le visage de la terre que nous connaissons (les montagnes, les plaines, les rivières, les vallées, les lacs, les déserts et les océans) est le résultat de l'action des forces géologiques pendant des millions d'années. A l'origine, la terre était une masse de matière en fusion, et la croûte terrestre est une couche refroidie relativement mince, entourant une masse intérieure toujours très chaude. Quand la surface de la terre était encore en fusion, les matières les plus lourdes, comme les métaux, tendaient à s'enfoncer dans les couches les plus profondes. Ce processus de tassement tendait à former des couches superficielles de matière en fusion, ayant une composition assez uniforme. Graduellement, la terre se refroidissant, la couche supérieure s'est solidifiée, formant ainsi une croûte. les roches formées par le refroidissement sont appelées roches ignées.

La composition de la croûte originelle de roches ignées qui couvrait la terre a dO être uniforme sur toute la surface du globe. La variété qui caractérise cette surface maintenant est, en large part, la conséquence de changements ultérieurs. À partir d'une certaine profondeur, la terre est surtout composée d'une couche de basalte de plus de 160 km d'épaisseur. En dessous, nous ne connaissons pas exactement la nature de la terre. Nous savons toutefois que la matière en est pl us lourde que celle de la croûte, qu'elle est extrêmement chaude et dense, à cause des pressions exercées par les couches supérieures. le fer et le nickel sont probablement prédominants dans le noyau central. Jusqu'à environ 16 km, la composition moyenne de toutes les roches ignées est approximativement la suivante : Si02 Ti02 AI203 FeO + Fe203 CaO MgO K20 Na20 H20

59,14 1,05 15,34 6,88 5,08 3,49 3,1 3 3,84 1,15 99,10

Divers

0,90

100,00

Cette analyse met en évidence un point important : le très petit nombre d'oxydes composant la grande masse de la matière de la croûte terrestre. La silice (Si02) et l'alumine (Aiz03) entrent pour 75% dans sa composition et, comme nous le verrons, ces deux oxydes sont les éléments essentiels de l'argile. Pendant que la surface de la terre se refroidissait en se solidifiant, des minéraux divers se sont formés. Un minéral peut être défini ainsi : substance terrestre naturelle ayant une composition chimique bien déter11

l'ARGilf

minée. Pendant le refroidissement qui causa le passage des minéraux de l'état pâteux à l'état cristallisé, des condrtions variées présidèrent à la formation des minéraux. Des variations dans la composition de la matière en fusion, différentes conditions de pression, différentes vitesses de refroidissement firent apparaître un grand nombre de minéraux. Comme le laisse prévoir la grande prépondérance de certains oxydes dans la masse en fusion, la composition minérale de la croûte terrestre est très simple. la liste suivante donne le pourcentage approximatif des minéraux qui la composent : Feldspaths Groupe fer-magnésium Quartz Biotite Titane et composés

59,50 16,80 12,00 3,80 1,50

93,60 Divers

6,40 100,00

le feldspath est de loin le minéral le plus commun. l'argile est produite en grande partie par la décomposition de cette roche. Il est remarquable que cinq minéraux seulement entrent pour plus de 90 % dans la composition de la surface de la terre. Des centaines de minéraux différents ont été identifiés, mais la plupart sont relativement rares, et beaucoup peuvent être considérés presque comme des caprices de la nature.

2. Transformations géologiques Il y a à peu près deux milliards d'années, commençait le processus de transformation géologique affectant les roches ignées récemment refroidies; l'atmosphère gazeuse et la surface de la terre réagirent l'une sur l'autre et cette interaction les affecta toutes les deux. Tandis que la terre se refroidissait, l'humidité de l'atmosphère, qui jusque-là n'était qu'à l'état de vapeur, commença à se condenser en une pluie torrentielle qui tomba sans doute pendant des millions d'années. Cette pluie remplit le bassin des océans et eut un effet important sur les parties du sol relativement plus élevées. 12

l'eau a été de loin l'agent le plus important de transformation géologique. Elle a tout d'abord littéralement dissous des quantités incalculables de roches, bien qu'à première vue on puisse croire les roches insolubles, inattaquables par l'eau. Pendant des périodes s'étendant sur des millions d'années, elle a complètement effacé des montagnes. la présence du sel dans la mer - on l'estime à des centaines de milliards de tonnes- est la preuve du pouvoir dissolvant de l'eau de pluie sur les sols. Elle a petit à petit lessivé les roches des matières solubles qu'elles contenaient et les a transportées à la mer, la transformant ainsi en une solution de plus en plus concentrée. En plus de son action chimique en tant que solvant, l'eau a une action mécanique, puisqu'elle agit comme un abrasif sur les roches. l 'effet abrasif des précipitations d'eau et le broyage des roches par les fleuves et les glaciers préparent la désintégration chimique des roches en les fractionnant en particules de plus en plus petites. Cette usure par frottement, quoique imperceptible dans des cas particuliers, est, dans l'ensemble, très importante. l'eau brise aussi les roches en pénétrant dans les fentes et en se dilatant quand elle gèle. Elle fractionne donc les roches en éclats de plus en plus petits et en même temps leur ôte les éléments solubles qu'elles renferment. les plantes ont également une action semblable : leurs racines pénètrent dans les fentes et. en se développant, font éclater les roches. l'effet abrasif des glaciers en mouvement et celui des particules transportées par le vent sont aussi des agents de transformation géologique, certes beaucoup moins importants que l'eau. Bien qu'elles semblent dures et éternelles, les roches originelles de la terre ont été profondément altérées sur la surface du globe. Ce processus, appelé désagrégation et érosion, rend compte du caractère étonnamment varié du paysage. les montagnes, formées par la poussée verticale des roches quand la surface de la terre se refroidissait, compressées, soulevées, ont été arasées par l'érosion qui en a formé des dépôts au fond des océans et des lacs. là, ces couches stratifiées ont été soumises à la chaleur et à la pression, donnant ainsi naissance aux roches métamorphiques. Ces dernières à leur tour subirent des poussées violentes, devinrent de nouvelles chaînes et de nouveaux massifs montagneux, pour être finalement de nouveau érodées et venir former des dépôts.

r

.

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ORIGINES GÉOLOGIQUES DE L'ARGILE

L'argile est un produit caractéristique de ce brassage géologique. C'est le résultat final de la décomposition des roches. Tandis que les montagnes et les collines étaient désagrégées et entraînées par l'eau, leurs débris, de plus en plus petits, finissaient par se déposer doucement dans les estuaires calmes ou les

deltas, en se répartissant en différentes couches de particules de taille semblable. Plus tard, ces lits de roches désintégrées et qui ont perdu presque tous leurs éléments solubles peuvent émerger, grâce à une lente élévation du niveau due à des pressions géologiques, et attend re la bêche du potier.

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2. Composition chimique de l'argile Kaolin de la Caroline du Nord

1. Composition type des argiles Comme on pouvait s'y attendre, la composition chimique courante de l'argile est très semblable à la composition moyenne de la surface de la Terre considérée dans son ensemble. Comparons, par exemple, l'analyse d'une argile rouge commune avec le pourcentage approximatif des oxydes de la surface de la Terre considérée comme un tout.

Si Oz TiOz Ah03 Fez03 CaO MgO KzO NazO HzO Divers

Terre

Arg ile rouge commune

59,1 4 1,05 15,34 6,88 5,08 3,49 3,13 3,84 1,1 5

57,02 0,91 19,1 5 6,70 4,26 3,08 2,03 2,38 3,45

--

--

99,1 0 0,90

98,98 1,02

100,00

100,00

Il faut particulièrement remarquer que, dans ces deux analyses, les quantités de silice (SiOz) et d'alumine (Aiz03) sont presque les mêmes et fournissent les principaux éléments des matières considérées, et que la quantité de fer est la même. Des argiles, plus pures que celle dont l'analyse figure ici, peuvent contenir beaucoup moins de fer et relativement beaucoup plus d'alumine, comme le montre l'analyse suivante d'un kaolin de la Caroline du Nord ; néanmoins, la similitude entre cette argile, pourtant relativement pure, et la croûte terrestre est remarquable. 14

Si Oz Alz0 3 Fez03 MgO NazO HzO

46,13 38,38 0, 57 0,42 1,22 13,28 100,00

On pourrait dire que l'argile est presque un bon échantillon de la croûte terrestre, après qu'elle eut été désintégrée par l'érosion et pulvérisée en très petites particules. L'argile diffère de la moyenne de toutes les roches par son état physique plus que par sa composition chimique. En réalité, les argiles présentent des compositions chimiques fort différentes. Les argiles les plus pures, cuisant clair, comme le kaolin ou la« bali clay», ont un pourcentage relativement élevé d'alumine et elles contiennent peu de fer et autres impuretés. Étant donné que l'argile est surtout composée de silice et d'alumine, tous les autres oxydes présents sont considérés comme impuretés. La composition de l'argile varie suivant la roche mère dont elle provient. En des endroits différents, les roches ignées qui éventuellement donnèrent na issance à l'argi le peuvent différer grandement, les unes étant plus ou moins libres de fer, d'autres contenant beaucoup de quartz, d'autres enfin étant très chargées en oxyde de fer. Parfois, les débris dus à l'érosion d'une aire très vaste sont charriés ensemble par un réseau fluvial et déposés sous forme d'argile dans un delta ou un estuaire. Une telle argile sera un échantillon des roches décomposées de nombreuses régions. Les analyses chimiques des argiles révèlent beaucoup d'eau. Cette eau de constitution (chimiquement

r

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• COMPOSITION CHIMIQUE DE l 'ARGILE

combinée aux autres éléments) est le résultat d'un processus hydratant, ou hydrolyse, qui aboutit à la formation de l'argile.

2. Composition moléculaire de l'argile Comme minéral, l'argile est supposée avoir la formule et le poids moléculaires suivants : 2 Si02,

Ab03,

2 H20

p.m. : 258

Dans cette formule, les quantités d'oxydes présents sont données en proportion de molécules et non en pourcentage de poids. Dans l'argile, une molécule d'alumine (AI203) est associée à deux molécules de silice (Si02) et à deux molécules d'eau de constitution (H20). Cette formule type ne tient pas compte du mélange complexe d'impuretés qui accompagnent toujours les argiles naturelles. Kaolinite est le nom minéralogique donné à l'argile pure répondant à cette formule.

3. L'argile provient du feldspath Pour découvrir les ascendances de l'argile du point de vue chimique, il faut examiner de plus près les minéraux de la famille des feldspaths qui sont, comme nous l'avons vu, les minéraux les plus abondants et qui par conséquent entrent pour une part importante dans la formation de n'importe quelle argile. Les feldspaths contiennent de l'alumine et de la silice en combinaison avec un ou plusieurs autres oxydes de nature alcaline. Les feldspaths couramment rencontrés appartiennent aux genres dont voici les formules et les poids moléculaires : Orthose Albite Anorthite

6 Si02, 6 Si02, 2 Si02,

AI203, AI203, AI203,

K20 Na20 CaO

p.m. : 556 p.m. : 524 p.m. : 278

Ce sont des formules types. Dans le cas d'échantillons réels de roches, on rencontrera probablement deux alcalis ou plus et également des impuretés comme le fer. En outre, les quantités relatives des molécules seront rarement entre elles comme 6 et 1, 1, ou 2 et 1, 1, comme ces formules l'indiquent. Le plus souvent, ces rapports seront assez différents. Quand le feldspath est désintégré par l'érosion géologique, la partie alcaline, c'est-à-di re la potasse ou la chaux, étant relativement soluble, est entraînée par l'eau. Il reste donc l'alumine et la silice . Une partie de la silice est aussi désagrégée par les réactions chimiques. La silice et l'alumine restantes, après une longue exposition à l'humidité, deviennent hydratées, c'est-à-dire chimiquement combinées avec l'eau. Le processus complet, qui demande des millions d'années pour s'effectuer et qu'on ne peut reproduire en laboratoire, peut être transcrit en équation chimique comme ci-dessous. Le schéma de la kaolinisation du feldspath ne dit rien des propriétés physiques de l'argile, mais nous éclaire seulement sur sa composition chimique. Il est évident qu'une matière comme l'argile, qui est le produit final d'un long processus d'érosion et de transformations, est une matière complètement inerte du point de vue chimique. Tous les changements naturels que pouvait subir l'argile sont achevés, excepté peut-être la transformation de l'argile en argile schisteuse ou en ardoise sous l'effet de la chaleur et de la pression, mais la formation de ces roches métamorphiques requiert des conditions assez spéciales. Le point de fusion de l'argi le, c'est-à-dire la température à laquelle elle fond, est assez élevé. Même les argiles communes de surface fondent au-dessus de 1 000 oc. La raison, qui sera expliquée plus en détail par la suite, en est que tous les composés alcalins les plus fusibles ont été enlevés par l'érosion, et que seules restent ensemble l'alumine et la silice, oxydes très réfractaires, avec de petites quantités de fer ou d'autres minéraux.

feldspath + eau ~ argile + en solution + en solution ou dans l'argilel 6 Si02. Ab03, K20 + xH20 ~ 2 Si0 2, Ab03, 2H20 + K20 (Si02) + Si02

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3. Nature physique de l'argile 1. Taille et forme des particules constitutives de l'argile La nature physique de l'argile est plus obscure, et nous la conna1ssons moins b1en que sa composition chimique. La composition chimique d'une argile peut être aisément trouvée par les procédés d'analyse habituels. La forme et la taille des particules, ainsi que les forces qui rendent compte de sa plasticité, ne peuvent être bien connues que par l'étude microscopique et d'autres types d'analyse. On a fort longtemps pensé que l'argile éta1t une substance de constitution physique plus ou moins colloïdale, mais des études plus récentes semblent lndlParticules d'argile /cao/inique. quer qu'elle doit surtout ses propnétés physiques à la très petite dimension des particules qui la constituent. On a découvert que beaucoup d'argiles contenaient un bon pourcentage de particules de moins d'un micromètre (rn m). On peut considérer ces petites particules comme autant de cristaux d'arg1le. L'examen au microscope électronique a révélé que ces particules étaient de forme aplatie, étirée dans deux dimensions et de faible épaisseur. On estime leur nombre à plus de trois millions et demi dans un millimètre cube de kaolin. Cela vaut pour une argile à grains relativement gros. Une argile plus fine comme l'arg1le à tourner dOit en avoir un nombre bien supérieur pour la même unité 16

de volume. La taille extrêmement réduite des particules d'argile est due au processus de désagrégation atmosphérique, à la désintégration et au changement chimique, au broyage effectué pendant leur transport par l'eau et à la décantation qui s'opère pendant la sédimentation en eau calme. Certaines argiles, cependant, en plus des particules de très pet1te taille qui en constituent la masse elle-même, contiennent des éléments d'une dimension supérieure. Ces éléments peuvent être des fragments de feldspath pur ou de quartz, qui se sont trouvés associés à l'argile durant le transport ou la sédimentation. Dans certaines argiles, comme c'est le cas pour beaucoup de kaolins, il y a une telle quantité d'impuretés de ce genre Particules d'argile illitique. qu'il faut les enlever par lavage. Dans d'autres argiles, la quantité de ces impuretés est relativement petite. En plus des éléments minéraux, inorganiques, l'argile contient d'habitude un peu de matière organique. Bien que la matière organique brûle et disparaisse à la cuisson, sa présence Influence grandement le comportement de la matière avant la cu1sson. Il y a souvent concomitance entre la formation d'argile et celle de matière organique. Par exemple, l'argile peut se former dans des estuaires calmes où la végétation est prédominante. Cette matière organique laisse dans l'argile un résidu const1tué de carbone. Les couches sédimentaires d'argile et de charbon sont en fait souvent

NATURE PHYSIQUE DE l"AR> ou « Minpro spar ». Ces noms n'ont pas de signification du point de vue minéral, mais les fournisseurs de feldspath garantissent ainsi pour chaque marque une composition suffisamment identique. Ils ont la possibilité de mélanger les produits extraits de différents endroits d'une même carrière ou de plusieurs carrières pour assurer une composition

uniforme du mélange. Ils fournissent une analyse chimique de leur produit qui permet de calculer la formule. Les feldspaths ont des compositions fort variées. Ceux qui contiennent beaucoup de potassium sont ajoutés de préférence à l'argile elle-même, tandis que ceux qui contiennent beaucoup de soude sont destinés aux glaçures, en raison de leur point de fusion relativement bas. Quand une recette de glaçure ou de couverte indique seulement « feldspath » sans spécifier la qualité exacte, on doit en essayer plusieurs sortes pour déterminer celle qui donne le résultat désiré. Des procédés plus exacts pour calculer la composition d'une glaçure ou d'une couverte requièrent la mention précise du genre de feldspath . Le feldspath est couramment employé dans les glaçures et les couvertes, en raison de son point de fusion relativement bas et parce qu'il contient des alcalis- sodium et potassium - à l'état insoluble. C'est en effet une sorte de fritte naturelle. Beaucoup de feldspaths fondent d'eux-mêmes, sans rien y ajouter, vers 1250 "C, et se figent en une masse dure à une température beaucoup plus basse. De 5 à 10% de blanc d'Espagne, de dolomie ou de talc ajoutés à un feldspath abaisseront son point de fusion de 50 oc au moins. La fusibi lité du feldspath est due au sodium, au potassium, ou au lithium qu'il contient. Pour cuire à des températures de 1260 oc et plus, on peut composer des couvertes très simples contenant surtout du feldspath, en y ajoutant peut-être un peu de blanc d'Espagne, de dolomie ou de talc. Les couvertes à très haute teneur en feldspath ont une nette tendance au tressaillage, à cause de la quantité de sodium ou de potassium, mais elles ont souvent une teinte semiopaque ou laiteuse de très belle qualité. Quelques-unes des vieilles pièces chinoises, celles de Lun Ch'uan notamment, de la dynastie Song, étaient probablement endu1tes de couvertes à très haute teneur en feldspath. La cu isson à haute température présente l'avantage de pouvoir obtenir des résultats aussi beaux avec un petit nombre d'éléments simples. Quelques minéraux feldspathiques sont si différents du feldspath ordinaire qu 'on les appelle autrement. La syénite néphélinique, par exemple, est un feldspath à teneur inhabituelle en soude et en petas75

lES GlAÇUI!fS ET lfS COUVEI!TES

sium par rapport à la quantité de silice. Elle a pour formule:

0,251 0.749

4,67

1'112

sium et de cendre. Le précipité est très duveteux, et il se mélange mieux aux matériaux bruts des glaçures et des couvertes crues que la magnésite broyée.

1,000

Son point de fus1on assez bas fait qu'on l'utilise dans la composition des glaçures, surtout aux moyennes températures. Elle est aussi employée comme fondant pour aba1sser le point de maturation des argiles. La pierre de Cornouailles est une autre roche feldspathique employée couramment dans les glaçures et les pâtes. Elle vient de Cornouailles (Angleterre). Voici son analyse : CaO Na20 K20

0,304 0,340

Ab03

1,075

Si02

7. La dolomie p.m.: 184

CaC03, MgC03

La dolomie est un minéral naturel contenant, en parties égales, du carbonate de calcium et de magnésium. On peut l'employer dans les glaçures et les couvertes dans la mesure où on désire à la fois du calcium et du magnésium.

8,1

8. Le carbonate de baryum

0,356

BaC03

1,000

La chaux, le sodium et le potassium y sont en quantités à peu près égales, et la proportion de silice est plus élevée par rapport aux alcalis que dans la plupart des feldspaths.

p.m. : 197,35

Le carbonate de baryum est la source naturelle d'oxyde de baryum dans les glaçures et les couvertes. Il est préparé à partir des barytines minérales (sulfates de baryum) par préCipitation avec la soude de la cendre suivie d'une réduction en sulfure.

5. Le blanc d'Espagne 9. Le talc

(carbonate de calcium) CaC03

p.m. : 100,09

Le blanc d'Espagne, ou carbonate de calcium, est la source la plus courante d'oxyde de calcium dans les glaçures. On l'obtient en broyant du marbre, des pierres à chaux, de la craie ou n'importe quel autre minéral calcaire. Par précipitation, on obtient un produit d'une très grande pureté.

3 MgO, 4 Si02, H20

p.m. : 378,96

Le talc est employé chaque fois qu'une glaçure ou une couverte réclame à la fois de la magnésie et de la silice. On le prépare en pulvérisant de la stéatite, minéral naturel. Le talc contient souvent du calcium (comme impureté) qui contnbue à son action de fondant dans les glaçures et les couvertes. Il est employé comme fondant pour les pâtes à basse température de cuisson.

6. Le carbonate de magnésium MgC03

p.m. : 84,3

Le carbonate de magnésium est employé dans les glaçures et les couvertes comme source d'oxyde de magnésium. On l'obtient à partir de la magnésite, ou par précipitation d'un mélange de sulfate de magné76

10. Le carbonate de strontium p.m. : 147,63 Le carbonate de stront1um est préparé à partir de célestine minérale (SrS04). Il est plus cher que le blanc

l.ES COMPOSANTS DES Gl AÇURES ET DES COUVEIITES

d'Espagne et, comme son rôle dans la glaçure est presque pareil, on l'emploie rarement.

grosses comparativement aux autres matériaux contenant de l'oxyde de plomb.

11. La colémanite

13. La céruse

2 CaO, 3 B203, 5 H20

p.m. : 412

La colémanite est un minéral naturel contenant à la fois du calcium et du bore sous une forme relativement insoluble. Elle est précieuse comme élément de glaçure, puisqu'elle est la seule source d'oxyde borique sous la forme insoluble (fritte exceptée). Sa composition quelque peu changeante limite son emploi à grande échelle dans les usines de céramique. Cependant, c'est un matériau de choix pour l'artisan. Lorsqu'elle est utilisée comme fondant principal dans les glaçures, elle leur donne une texture craquelée, bosselée qui peut être très agréable; c'est particulièrement vrai si l'on a ajouté du rutile. De même, les glaçures contenant beaucoup d'oxyde borique ont tendance à être brillantes et colorées. La colémanite peut aussi donner une opalescence bleue, laiteuse à la glaçure. Quand on emploie des combinaisons de plomb et de colémanite, la glaçure obtenue peut être solide, douce, et rester à l'état pâteux entre de grands écarts de températures. La colémanite peut être employée seule comme fondant dans les glaçures à très basses températures de cuisson . La légère solubilité de la colémanite peut favoriser la formation de grumeaux dans la glaçure crue. Il faut noter qu'une glaçure délayée à l'eau, d'une consistance normale, peut, après un jour ou deux, épaissir comme du pudding et nécessiter une addition d'eau avant l'application sur le tesson . Cette eau en excès peut occasionner des craquelures dans la glaçure crue sèche et, par conséquent, des retirements.

12. La litharge PbO

2 PbC03, Pb(OH}2

p.m.: 776,6

La céruse (blanc de plomb), ou carbonate basique de plomb, est préparée en traitant le métal au gaz carbonique. Le résultat est une fine poudre blanche exempte d'impuretés et insoluble dans l'eau. C'est sous cette forme que le plomb est employé de préférence dans les glaçures. Elle a l'avantage d'être pure et son grain est de taille très fine, ce qui l'empêche de se déposer dans la préparation de la glaçure crue. Sa fusion s'accomplit à très basse température, peut-être parce qu'elle se mélange au gaz carbonique qui se dégage du matériau pendant la montée en température.

14. Le minium Pb304

p.m. : 685,57

On prépare le minium en cuisant de la litharge. Il est moins cher que la céruse, mais peu employé à cause de la grosseur de son grain, de sa tendance à se déposer dans le bain des glaçures et de sa couleur rouge désagréable qui teint les mains, les vêtements et les récipients. Son point de fusion n'est pas aussi bas que celui de la céruse. Il est couramment employé pour préparer des frittes, où aucun de ces désavantages n'apparaît et où sa haute teneur en plomb est une qualité. La céruse et le minium sont tous les deux toxiques et doivent être maniés avec précaution. Les silicates de plomb, obtenus par fusion, sont maintenant accessibles dans le commerce. Ils ne sont pas toxiques : on peut se fier à leur composition et les incorporer facilement aux glaçures.

p.m. : 223,19

La litharge, ou protoxyde de plomb, s'obtient en pulvérisant du plomb en fusion dans un courant d'air chaud . Peut-être à cause de sa faible teneur en oxygène se réduit-elle plus facilement à la cuisson. En plus de ce désavantage, elle se présente en particules relativement

15. L'oxyde de zinc ZnO

p.m.: 81,3

L'oxyde de zinc est la seule source de zinc pour les glaçures et les couvertes. On l'obtient à partir d'un 77

lf.S GlAÇURES ET LES COUVERTES

minerai : la sphalérite (ZnS). Il est préférable de l'employer sous forme calcinée. L'oxyde de zinc cru provoquerait des craquelures et des retirements lors du séchage de la glaçure ou de la couverte crue.

teneur en phosphore. et leur opalescence bleue est peut-être due au phosphore que l'on a probablement introduit dans ces glaçures sous forme de cendre d'os.

19. La cryolithe Na3AIF6

16. L'oxyde d'antimoine Sb203

p.m. : 291,4

L'oxyde d'antimoine est la seule source d'antimoine dans les glaçures Il est peu employé, sauf en combinaison avec du plomb pour obtenir le Jaune de Naples.

17. Le carbonate de sodium

p.m.: 216

La cryolithe, ou fluorure naturel d'aluminium et de sod1um, est un élément intéressant car 11 fournit une source sOre de sod1um sous forme naturelle et non frittée. On l'emploie chaque fois que du sodium et de l'alumine sont nécessaires ensemble dans la même glaçure. Elle apporte la réaaton colorée caractéristique du sodium ou des fondants très alcalins. Le fl uor qu'elle contient, cependant, peut causer des difficultés en accentuant le boUillonnement de la glaçure pendant la fusion. et en provoquant du piCot.

p.m.: 106 Le carbonate de sod1um est soluble, et donc d'un emploi restreint. Cependant, c'est une des pnnetpales sources de sodium pour le verre et les frittes. 1 est aussi employé comme défloculant dans les barbotines de coulage.

18. Le phosphate de calcium Ca3(P04)3

p.m. : 310,18

La cendre d'os, ou phosphate de calc1um, est parfois employée dans les glaçures, b1en qu'on l'utilise surtout comme fondant dans les pâtes de porcelame (China clay). On l'obtient en calcinant des os, ou par précipitation. Employée en Angleterre depuis le début du siècle dernier, cette pâte est connue pour son extrême finesse et sa translucidité. Dans les glaçures, la cendre d'os est un opaetf1ant et une source de calctum. Le phosphore donne une opalescence qui provient des innombrables petites bulles pnses dans la glaçure Dans les glaçures cuisant à haute température, le phosphate de calcium en pettte quantité provoque donc opacité et opalescence. Quelques célèbres glaçures chinotses anciennes, notamment celles des potenes Chun de la dynastie Song, sont connues pour leur 78

20. Le lépidolithe 6 Si02, 3 Ah03, LbO, 2Na20 p.m.: 732 Le lep1dolithe est un m1ca lithinifère qui constitue le pnncipal minerai d'où l'on retire le lithium Il est employé quelquefois dans les glaçures et les couvertes comme source de lith1um. Il a un point de fusion plus bas que la plupart des feldspaths et rend de nombreuses glaçures et couvertes plus bnllantes qu'un feldspath potassique ou sodique. Il semble cependant causer des bulles et du picot dans quelques glaçures et couvertes.

21. Le carbonate de lithium p.m. : 73,8 Le carbonate de lithium est employé comme source de lithium. Il permet de faire des glaçures et des couvertes ayant de brillantes réact1ons colorées, sans que l'on doive recourir à des matériaux solubles ou à des frittes. Son prix assez élevé empêche qu'on ne l'emploie à grande échelle. Il est ut1lisé en petite quantité comme fondant d'appoint pour augmenter l'écart des températures limites de cu1sson.

LES COMPOSANTS DES GLAÇURES ET DES COUVERTES

22. Le spath fluor CaF2

25. Le borax décahydraté p.m.: 80

Le spath fluor a été employé dans les glaçures et les couvertes comme source de calcium. Bien qu'on en use couramment dans l'industrie du verre et des émaux comme fondant et décolorant, sa fonction dans les glaçures et les couvertes n'a jamais été bien définie.

23. La perlasse

(tétraborate de sodium) p.m. : 381,37 Le borax peut être utilisé à la fois comme source d'oxyde de sodium et de bore. Mais il est soluble, et pour cette raison son emploi reste limité, excepté lorsqu'on l'incorpore à des frittes. Cependant, en petites quantités, le borax peut abaisser le point de fusion d'une glaçure, l'égaliser et la rendre plus douce. Il favorise aussi l'adhérence de la glaçure crue à son support. Une mince pellicule de cristaux de borax se forme à la surface de la glaçure crue ou de l'engobe.

(carbonate de potassium) K2C03

p.m. : 138,21

La perlasse est soluble, et pour cette raison, rarement employée dans les glaçures. Cependant, elle est utilisée comme source de potassium dans les frittes.

24. Le nitre (nitrate de potassium) KN03

p.m. : 101,11

Le nitrate de potassium (salpêtre) est très soluble et donc rarement employé brut dans les glaçures ; il est utilisé dans les frittes comme source de potassium.

Les corps décrits ci-dessus sont tous ceux utilisés couramment pour faire des glaçures et des couvertes. Parmi eux, quelques-uns sont très rarement employés, tandis que d'autres entrent très souvent dans la composition des frittes. Tous ces matériaux sont destinés à la production de verre, et il ne faut les confondre ni avec les oxydes variés qui les constituent, ni avec les éléments qui sont utilisés pour colorer et changer la texture des glaçures et des couvertes, et dont on parlera plus tard. La possibilité de mélanger ces substances et de le faire dans des proportions diverses augmente encore le nombre des glaçures et des couvertes qu'il est possible de réaliser et la diversité des températures de fusion. Dans le chapitre suivant, on étudie les combinaisons de ces divers matériaux propres à l'obtention de glaçures et de couvertes.

79

5. Calcul des glaçures et des couvertes. Théorie et buts 1. Nécessité ole différentes recettes pour glaçures et couvertes

2. Groupement des oxydes suivant leurs fonctionsdans les glaçures et les couvertes

On pourrait se demander pourquoi deux ou troîs recettes de glaçures ne suffirarent pas pour larre de la poterie. le non-1nr!lè a probablement l'rmpH:ssron que les potrers sont trop préoccupés par la compos1t1on des glaçures. Pourtant, drsposer d'une grande vanét~ de composrtlons est une necessrte. En effet. la poter~e est cuite de 800 •c envrron pour les plus basses températures. JUsqu'à 1400 •c pour les plus ha\lles. JI s'ensuit que la même glaçure ne peut supporter toutes les tem· peratures. puisqu'une glaçure qui fondra à une tempé· rature basse sera vola!rlosée ou coulera sur l'objet à une température plus élevee. En realrte, à toute compo· sotoon de glaçure correspond une temperature de CUIS· son prècise, avec une tolérance maxtmale de 15 •c de plus ou de mo1ns. C'est pourqum différentes recettes de glaçure som nécessairJ?s pour chaque temperature de CUISSOn

On a déjà fait remarquer que, dans la formulatroo des glaçures. dans leur modrfiCatton ou dans leur étude, tl faut consoderer les glaçures comme un mélange complètement fondu contenant seulement IJ?s oxydes tels qu'ils résultent de la combonatson et de la fusion des éléments bMs. Il est necessatre d'adopter une méthode pour représenter les quantJtés relatrves de ces oxydes dans la glaçure. et aussr pour détermtner quelles substances, et dans quelles proportions, produt· ront la qualité et la quantrte d'oxydes destrees dans telle glaçure

Une autre raoson de différenCier les composttoons des glaçures rés1de dans '"' besom de vaner les caradénsllques de surface des prèces Les glaçures peuvent ~tre br~ liantes, ternes. opaques ou transparentes, luisantes ou mates, épaisses ou mmces. et dJ? toutes IJ?s nuances 1ntermédta1re-s La couleur des glaçures résulte de l'addrt1on de petites quantités d'oxydes colorants a la préparation de la glaçure crue Cependant, la composltron elle-même de-s glaçures mfluence fortement les couleurs. et la préparatton de la glaçure doit être bien contrôlée s1 l'on veut être certatn d'obtenir des couleurs déterminèJ?S Tous ces fadeurs expliquent fe grand nombre des formules ou des recettes exrstantes 80

La formule emprnque et le calcul des glaçures à parttr d'elle ont êté élaborés pour répondre à ce besoin. La formule emptrique est un moyen de definir une glaçure termmèe ou fondue, en termes de quantites relatoves des dofferents oxydes en présence. • Emptrique • stgntfoe ICI que la formule est un moyen commode de calcul plutôt qu'une vèrotable formuiJ? chtmtque. En ce sens. la formule emptnque telle qu'elle est employée dans le calcul des glaçures, est un expédoent quelque peu arbrtraîre Cependant, elle représente réellement les relations existant entre les oxydJ?s dans les glaçures et, pour cene raison, elle rend de grands serviCes au céramoste à toutes les étapes de l'élaboratton des glaçures. la formule emptnque comme méthode de représentation de la composition des glaçures est une conventton admise untversellement par tous les céramistes Elle s'est avérée utile non seulement pour le calcul prauque des glaçures. mars aussi pour leur compréhensron théonque,

SUivant la formule empmque, les oxydes que l'on rencontre d'ordrna11e dans les glaçures sont répartrs en trors groupes : RzO+RO

R101

R01

u,o Na,o

Ah01 8;0;

SiO,

1cat on de 1a glaçure, ou e nombre ce matenaux qu• la composent e: qu cont•ennent deux oxyaes ou plus. on procede comme dans l'exemple prècedent Avant de donner un exemple plus compl•qué, resumons les ètapes succesSives du calcul de la recette d'une glaçure a pan" de sa formule fa1re un tableau, comme pour es exemples précédents, qu mene en tvldence es quant.tes d'oxydes a1outees tet leurs d•ffèrences eventue es d•ec celles 1nd•quees dans la formule) Prendre tous le~ oxyde-; énumères dans la prem•ere colonne qu• sont men· lionnes separement dans la liste des matl!naux bruts (oxyde de plomb, de zmc, de baryum. etc.l. Il ne reste plus d~s lors qu'à calculer les matellaux contenant deux oxydes ou plus 2 Etab r ce que ces matenaux donnent comme oxydes 3 Calcule• le feldspath 4 Ajouter l'argile qu1 fourOJra le restant d'alum•ne 5 Compte tenu de la Silice qu'ont apportée le ieldspath et l'argile. a, outer le Silex necessa re pour fourn.r le rest.lnt de s•llce

6 Mu t•pher les quant1tes moléculalfes a•nsl obtenues par les potds équ111a ents des matenaux bru~ conSJdtres

6. Sélection des matériaux bruts pour les glaçures et les couvertes le non-1mt'e pourra t se demander comment choiSit parm1 les matênaux bruts Des quest1ons peuvent se poser prendra-t-on l'oxyde de sod1um dans le borax ou dans le feldspath?, etc les regles générale-; su•vantes rt-ndront plus cla"s les mot•fs pour lesquels on cho•Sit te e ou tel'e mat ere

2 3

4 5

Ev, ter les matenaux soluble-;, cholSir. chaque fo•s que c'est poss•ble, des matèflaux naturels .nsolubles ou employer de-; fnttes. Employer auss1 peu de materiaux que possible Il vaut mll'UX un seul matéfklu contenant deux oxydes que deux matenaux contenant chacun un o•yde Par exemple. s1 on veut de 1oxyde de caiC•um et de 1oxyde de magnes•um. vaut m1eux prendre de la dolom1e, qu• cont•ent ces deux oxydes, que d'ajouter du blanc d'Espagne et de la magnésie l'alum•ne est aJOutee sous forme d'arg•le ou de feldspath la s Ke dont on a beso•n apres avotr a)OIItè l' arg 'e et e le dspath est fourn•e sous forme de s• ex

On vo1t que l'on peut se conformer ala tormule en prenant des matènaux bruts d1Hèrems Par exemple. la m~me formule de glaçure au plomb peut être obtenue SO•t avec de la céruse, so11 avec du m1mum Bien qu'il y a1t la même quant•te de~ même-; oxydes. le-; deux glaçures peu-,ent ne pas avo r la meme temperature de ru sson ou les memes caracterost ques En d'autres termes, d1Herents mater•aux bruts. b1en qu' ls donnent les mêmes oxydes dans la glaçure cutte. ont des effets d1tférents dans la glaçure. Cela est dû à leur man•ère de fondre et ~ leurs nteractJOns pendant la fus1on les oxydes capt· tale dans les glaçures et les couvertes, putsque c'est la proporoon de sdtCe par rapport .a la quanttté totale des autres fondants qUI détermine en grande pante le pomt de fusion La quanutê d'alumtne a tOUJOUrs une

TAILEAII N' 3

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1300. 1310.

1nfluence Importante sur la surfaK la température Cependant. on notl.'ra qu'en ce qu1 con