avant d'aboutir au produit fini B MATIERES PREMIERES La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 5
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Le procédé général de fabrication des céramiques, quant à lui, est plutôt uniforme, en dehors du fait qu'une type de carreaux à fabriquer) ou entre 30 et 50 (pour les céramiques domestiques et les sanitaires) Manual reducing damper
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FSTM Département de chimie
INTRODUCTION
La céramique : art pratiqué depuis la préhistoire. Elle est née de la transformation sous l'action du feu d'une argile. L'appellation "céramique" : introduite dans la langue moderne par l'archéologue Passeri en1768. Elle vient du grec "keramos" argile.
Dans le présent travail, on s'intéressera à l'un des produits céramiques les plus abondant
bien au marché national qu'international, qui est le carreau céramique.A.PRÉSENTATION
I.HISTORIQUE :
La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 2FSTM Département de chimie
La fabrication des objets (leur mise en forme) : se fit d'abord entièrement à la main en partant d'un boudin de terre (le colombin). l'invention du tour de potier : à l'époque des premières dynasties des pharaons d'Egypte, il y a quelques 5000 ans. Le façonnage par coulage apparaît dans les dernières années du XVIIIe siècle. La fabrication des assiettes et des plats se fait aujourd'hui en série grâce au calibrage mécanique.Les premiers fours clos : dès 4000 ans avant J.C., la cuisson y est plus élevée et
régulière que dans les foyers à feu découvert. La poterie cesse d'être simplement utilitaire pour devenir un art en Afrique Noire et enAmérique Précolombienne.
La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 3FSTM Département de chimie
N'oublions pas l'anglais Josiah Wedgwood (1730-1795) : innovations techniques passage de l'artisanat au monde industriel.II.LES VARIÉTÉS CERAMIQUE:
a) Pâtes tendres : Poreuses et généralement cuites à une température < 800 à 900 °C. Un enduit protecteur permet de la rendre étanche. b) Pâtes dures : Imperméables et beaucoup plus résistantes. La température de cuisson peut monter aujourd'hui jusqu'à 1 400 °C. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 4FSTM Département de chimie
III.TECHNIQUES ET PROCÉDÉS :
Le procédés céramique: différentes étapes de fabrication d'un matériau céramique : matières
premières produit fini. Les matières premiers subissent de nombreux traitements : mécanique, chimique, thermique...avant d'aboutir au produit fini.B. MATIERES PREMIERES
La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 5FSTM Département de chimie
Les éléments les plus abondants de la croûte terrestre sont successivement en pourcentage de la masse :Il n'est donc passurprenant que les
minéraux les plus abondants o i e n t d e s aluminosilicates : les argiles. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 6FSTM Département de chimie
La base de toute la chimie des silicates est fondée sur la faculté de l'ion Si4+ de former des tétraèdres (SiO4)4-. Un grand nombre de minéraux silicatés ou aluminosilicaté résultent de l'association des tétraèdres (SiO4)4- et par la substitution du silicium par l'aluminium. I.CARACTÉRISATION DE LA MATIÈRE PREMIÈRE :IV.1Analyse chimique :
Déterminer le pourcentage de phases d'oxydes constituants la matière première. Analyse chimique quantitative, l'absorption atomique, spectrométrie de flamme, analyse par torche à plasma (ICP), fluorescence X. IV.2Analyse minéralogique par diffraction RX : La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 7FSTM Département de chimie
Donne une idée sur la nature des composés présents (>5%) dans la matière première (Illite, dolomite, montmorillonite,...).IV.3Analyse thermique:
Renseigne sur la transformation des phases et la décomposition de certains constituants de la matière première.IV.4Analyse dilatométrique :
Permet de connaître les variations dimensionnelles que peut subir une éprouvette (échantillon) de cette matière première en fonction de la température. L'exploitation des courbes permet de déterminer le coefficient de dilatation. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 8FSTM Département de chimie
IV.5Analyse morphologique :
Microscope électronique : la morphologie de grains des matières premières.IV.6Analyse granulométrique :
Elle permet d'avoir la répartition ou le classement des grains selon leurs tailles.C. CARREAUX CERAMIQUES
Les carreaux céramiques ou dalles céramiques : plaques plates peu épaisses. Ils sont utilisées généralement comme dallages de sols et carrelages de murs. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 9FSTM Département de chimie
Les plaques de céramique sont imperméables : composées d'un support d'argile et d'un recouvrement vernissé: l'émail céramique.Traditionnellement le carreau céramique était élaboré selon des méthodes différentes et
en suivant un procédé pratiquement manuel jusqu'aux années soixante. I.PROCÉDÉS DE FABRICATION DES CARREAUX CÉRAMIQUES : Pour fragmenter la matière première : des moyens techniques peuvent être utilisés mélange homogène et fin. Concassage et broyage : fragmentation matières premières obtenir des fragments de taille plus petite. Tamisage : permettant la sélection de grains à granulométrie déterminée et de tailles plus fines. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 10FSTM Département de chimie
Réalisation des mélanges : les poudres sont alors mélangées dans les proportions
désirées + additifs (Des liants, Des lubrifiants, Des acides au frittage, difloculants, Des agents
mouillants anti-moussants). Mise en forme : consiste a préparer une pièce crue qui soit une préforme de ce que sera la pièce finie après densification.Les principales opérations succédant a la réalisation des mélanges peuvent être classées
comme suit :a) Atomisation : La barbotine (mélange liquide les constituants) est pulvérisée au moyen d'un
atomiseur formant une poudre très fluide et aisée a mettre en oeuvre. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 11FSTM Département de chimie
b) Façonnage (Le pressage) : La poudre est versée dans un moule où elle est pressée soit l'aide de presses mécaniques, soit hydrauliques.c) Séchage : L'opération de séchage a pour but d'élimination l'eau contenue dans des
produits céramiques, après démoulage. La cuisson : Opération finale et décisive de la fabrication. Emaillage et émaux:Les émaux sont des composés silicates vitreux obtenus par fusiond'un mélange de divers minéraux ou de composés chimiques après refroidissement on aboutit à
des verres complexes constitués d'oxydes. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 12FSTM Département de chimie
d) Caractéristiques des émaux :Les propriétés des émaux dépendant essentiellement de la nature de la phase vitreuse elle-même dépendant
de la composition les caractéristiques principales d'un émail sont :- La dilatation : l'accord émail tesson constitue la difficulté majeure des céramistes en effet même si les
émaux adhérent parfaitement a la pâte en fusion au refroidissement des tension internes se produisent et peuvent
causer des fissures au produit l'émail et le tesson doivent avoir des coefficients de dilatation très proches ou
même légèrement supérieur pour le tesson pour un accord parfait.- La tension superficielle : un émail en cours de cuisson peut être assimilé a un liquide dont la tension
superficielle est définie comme étant la force qui maintient en contact les molécules de la surface de liquide sur un
longueur d'une unité plus cette force est grande et plus l'émail aura tendance a se retirer et donc a laisser des
zones nues a la surface du tesson.- La fusibilité : c'est l'aptitude qu'ont les émaux fondre puis a s'écouler elle dépend de la granulométrie des
constituants de la cinétique de cuisson ou de fusion et la viscosité et de la tension superficielle des masses
fondues. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 13FSTM Département de chimie
- La viscosité : est la mesure des friction internes d'un fluide lors de son écoulement pour déplacer une
couche d'un fluide la propriété des émaux de ne pas couler et de ne pas dégager les arêtes sur les cotes de la
pièce est étroitement liée a leur viscosité.- Le nappage : un émail est bien nappé s'il présente une surface lisses et brillante avec absence de bulles.
e) Préparation de l'émail :Dans le cas des carreaux céramiques obtenus par bi cuisson la préparation de l'émail se fait à partir du
mélange des matières premières suivantes : - la fritte. - le kaolin (5a10%) pour favoriser la plasticité et la stabilité de suspension.- la colle CMC (carboxyméthylcellulose, 0.2% en poids) pour assurer l'adhérence (L'émail support).
-un défloculant (TPPNa, tripolyphosphate de sodium, 0.2% en poids). Le mélange doit posséder une granulométrie, une viscosité et une densité convenables. L'application de l'émail se fait soit par trempage soit par pulvérisation. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 14FSTM Département de chimie
Lors de la cuisson 1200°C l'émail doit fondre et se répandre uniformément sur toute la surface de la pièce.
II.Tests de validation et caractérisation du produit fini[9] :Pour caractériser les carreaux émaillés ainsi obtenus, ils subissent des tests de validation tels que des tests
de couleur, de brillances de résistance mécanique, d'usure (abrasion) de résistance chimique :
iRésistance mécanique en flexion 3 ou 4 points. iRésistance mécanique en compression. iDétection des fissures et autres défauts de surface par ressuage. iMicroscopie optique conventionnelle (MO). iMicroscopie électronique à balayage (MEB). iMesure de la résistance au choc thermique par trempe.La technicité, l'exigence du contrôle du procédé, le design soigné qui s'adapte aux besoins de chaque
atmosphère et le soin appliqué à la classification, doivent absolument donnes lieu à un produit dont les
caractéristiques sont homogènes et qui répondent aux exigences de l'utilisation. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 15FSTM Département de chimie
La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 16FSTM Département de chimie
La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 17FSTM Département de chimie
De plus qu'être une activité artisanale et artistique, la céramique est aussi aujourd'hui l'objet d'une activité
industrielle plus poussée et d'une recherche de pointe dans le domaine électronique, médical, textile,
aéronautique, automobile ou militaire.Contrairement aux céramiques traditionnelles, les néocéramiques (nouvelle génération céramique)
n'impliquent qu'une faible utilisation de substances minérales naturelles. Leur fabrication fait presque
systématiquement appel à des matières premières élaborées par une chimie préparative souvent complexe. Les
problèmes de maîtrise de la nature des impuretés et de leur faible taux ainsi que les exigences en matière de
constance des caractéristiques sont fondamentaux. [2]Au Maroc dans l'Industrie des carreaux céramiques, La production d'un million m2 nécessite entre 70et 80
millions DHL'Italie est le 1er fournisseur des machines de céramiques au Maroc et l'Espagne est le 1er fournisseur des
matières premièresLe Maroc occupe la 2eme place parmi les pays arabes dans la production des carreaux céramique (Egypte : le
1er) La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 18FSTM Département de chimie
Les principales industries céramiques au Maroc : CEDERSA : Tetouan 1.2millons m2/ans COCEMA : Fes 4 millions m2/ans FACEMAG : Casa 6.5 millions m2/ansSUPERCERAME : Casa 3 millions m2/ans
FACERAME : Casa 0.35 millions m2/ansUNION CERAME : Berchid 5 millions m2/ans
CROCER : Berchid 3 millions m2/ans KEMO : Berchid 1millions m2/ans CROCERAME : Kenitra 3.6 millions m2/ansEn 2000 la production égal 28.6 millions m2/an et actuellement 37 millions m2/an, Casa et berrchid
représente 65% dans la production nationale.Ainsi, bien que la céramique existe depuis très longtemps, elle ne cesse d'évoluer, même si pour les carreaux
céramiques la concurrence de la mosaïque devient de plus en plus forte. La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 19FSTM Département de chimie
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Références bibliographiques :
[1] Encyclopédie MICROSOFT encarta 2004. [2] Encyclopédie UNIVERSALIS 2005. [3] Encyclopédie WIKIPEDIA.Référence sitographique :
[4] http://ogabathuler.free.fr [5] http://www.alienor.org La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 22FSTM Département de chimie
[6] http :// www.spaintiles.info [7] http :// www.kharraz.net [8] http:// www.inisma.be [9] http:// www.ceramic - center.com La céramique : procédés de fabrication des carreaux céramiques 23FSTM Département de chimie
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