Traitement des métaux - Ocarat

Les traitements des métaux

Le Rhodiage

Découvert en 1803 par Wollaston en même temps que le palladium, le rhodium se trouve dans la nature associé aux cinq autres éléments de la famille du platine. Les premiers bains de rhodium, destinés aux métiers de l'art, furent présentés aux Etats-Unis en 1932. Le procédé se répandit en Amérique du Nord et en Angleterre puis, plus tardivement, en Europe. Le plus gros producteur de Rhodium est l'Afrique du Sud (10 tonnes), puis la Russie (8 tonnes) pour une production totale de 20 tonnes en 1997. La principale application du Rhodium est le catalyseur automobile.

Le rhodium, métal noble, n'est attaqué par aucun agent connu à température ambiante et ne s'oxydant pas, il ne subit aucun ternissement dans le temps. Pour ces raisons, il est utilisé sous la forme de dépôt électrolytique, le plus souvent comme revêtement décoratif. Il est reconnu couramment comme le matériau le plus satisfaisant pour le durcissement des matériaux du groupe platine et de l'or. Le rhodiage se pratique en joaillerie, bijouterie, en prothèse dentaire pour la finition des instruments scientifiques et pour diverses utilisations industrielles.

On sait que les articles de bijouterie et d'orfèvrerie en argent noircissent sous l'effet des sulfures présents dans l'atmosphère. On a cherché depuis longtemps à éviter ce noircissement en déposant sur l'argenterie une couche mince d'un métal blanc inaltérable à l'air. Le choix des chercheurs s'est finalement porté sur le rhodium. En voici les raisons :

  • la couleur du rhodium se rapproche beaucoup de celle de l'argent. L'examen à la lumière blanche de divers dépôts électrolytiques de métaux montre qu'auprès de l'argent le chrome paraît bleu, le nickel jaune, que le platine et le palladium sont gris. Seul le rhodium ressemble réellement à l'argent, bien qu'il offre une teinte légèrement plus grises,
  • la dureté de ce métal à l'état de dépôt électrolytique (environ 900HV), comparable à celle du verre, est de 6 à 8 fois plus élevée que celle des alliages d'argent utilisés en orfèvrerie (environ 130 HV). Cette propriété confère au rhodium une appréciable résistance à l'usure,
  • son pouvoir réflecteur est très élevé et le situe immédiatement derrière l'argent, avant le platine et l'or,
  • il possède, comme nous l'avons vu, une grande résistance à la corrosion,
  • enfin, les bains électrolytiques de rhodium sont d'un emploi plus aisé que ceux des autres métaux de la mine du platine.

La plupart de nos bijoux en argent et en or blanc sont rhodiés

Le passivage

Le passivage est un dégraissage électrolytique suivi du trempage dans un bain de passivation et un séchage a l'air chaud qui laisse un verni incolore. Ce vernis protège le métal de l'oxydation et lui donne une brillance éclatante.

Certains de nos bijoux en argent sont passivés

La dorure

Depuis l'Antiquité, et notamment les Égyptiens, il a été d'usage de rehausser les objets d'art, de culte, ou précieux, en les recouvrant d'or. Ce métal, le seul à l'époque à avoir la particularité de ne pas s'oxyder, était symbole d'immortalité, et donc du divin. On trouve ainsi des statuettes de bois, des objets en métal, en pierre, dont la surface totale ou partielle a fait l'objet d'un recouvrement, à l'aide d'une feuille d'or très mince, afin de ne pas boucher les détails du support. Cette pratique a évolué au cours des siècles, et on dore encore aujourd'hui beaucoup d'objets. Au fil du temps, on a vu apparaître d'autres procédés de dorure.

Dorure à la feuille

La dorure à la feuille, la plus ancienne, est toujours pratiquée, notamment pour des supports en bas-relief supportant mal d'autres procédés, comme le bois (encadrements de miroirs ou tableaux), le fer forgé, les plaques commémoratives, etc. Mais aussi des toitures (Dôme des Invalides), des sculptures et autres décors (Opéra Garnier) à Paris.

L'or étant un métal très ductile, il est possible par martelage d'obtenir des feuilles très minces (quelques micromètres) et plastiques sans casser le fil du métal. Une feuille d'or est mise à plat sur un support puis attrapée à l'aide d'un pinceau large appelé « palette », sur lequel elle s'accroche en raison de l'électricité statique. La feuille d'or est alors déposée sur la surface à dorer, parfois préparée à l'aide de blanc d'œuf pour assurer l'adhésion. Un lustrage assure l'aspect final. Dans la dorure à la française, le polissage est réalisé à l'aide d'une pierre d'agate ayant la forme d'une dent de loup qui servait au XVIIIe siècle pour cette opération.

Les Techniques de dorure ont évolué au cours des siècles suivant les périodes.

  • La dorure à l'eau (à la détrempe)

Ce procédé utilisé sur du bois sculpté nécessite une vingtaine d'opérations successives et permet d'obtenir une finesse et un détail mis en valeur par le brunissage.

  • La dorure à la mixtion (à l'huile)

La dorure à l'eau sur les parties brunies, et la dorure à l'huile sur les parties mates. L'association des deux techniques offre une meilleure mise en volume des profils sur lesquels les ornements sont moulés.

Dorure au mercure

Ce procédé consiste à appliquer sur le support parfaitement décapé aux acides un amalgame liquide, l'or ayant la particularité de se dissoudre dans le mercure. On chauffe ensuite l'objet, ce qui a pour effet de sublimer le mercure qui s'évapore, laissant l'or seul au fond des moindres détails du support.

Ce procédé donne une dorure très solide et durable, mais ne peut s'appliquer qu'à des objets de petite taille pour des raisons de manipulation, et supportant l'épreuve du feu. Il s'agit le plus souvent de bronzes d'art ou d'ameublement, ou d'autres métaux.

La dorure appliquée, on termine la surface par un brunissage, qui consiste à écraser la couche d'or dans les pores du support, à l'aide d'un outil appelé brunissoir constitué d'une pierre dure emmanchée: hématite, agate.

Une finition peut être réalisée grâce à diverses recettes afin de modifier le ton de la dorure.

C'est un procédé qui donne une dorure de grande qualité, durable, qui a été appliqué à la plupart des sculptures en bronze doré depuis la Renaissance. Il est aujourd'hui quasi-abandonné, car sa mise en œuvre dégage des vapeurs de mercure très toxiques et dommageables pour l'artisan et l'environnement.

Ce procédé est également appelé or moulu , ou ormolu en anglais.

Dorure galvanique

C'est le procédé technologiquement le plus récent. Il utilise la découverte de Galvani, qui consiste à plonger deux électrodes métalliques dans un bain de sel, formant pile électrique. Mais si on fait passer du courant, on provoque le déplacement de molécules métalliques d'une électrode vers l'autre, de l'anode vers la cathode. Ce procédé s'appelle galvanisation.

L'objet, préalablement rendu conducteur à l'aide de plombagine (poussière de plomb) s'il ne l'était pas, est immergé dans un bain conducteur, et sert de cathode. L'anode est constituée d'inox ou de platine.

Ce procédé a été maîtrisé au XIXe siècle par l'orfèvre Christofle, dont la réputation est due à la dorure de l'immense statue, fort connue, qui couronne Notre-Dame de la Garde à Marseille, réalisée sous Napoléon III.

Ce procédé est actuellement le plus répandu, à l'échelle industrielle, notamment en électronique. Il permet une dorure régulière, dont on maîtrise l'épaisseur. En ce qui concerne les bronzes d'art, il a l'inconvénient de se ternir un peu, et d'avoir un éclat métallique un peu froid, pas toujours heureux, le plus souvent mat.

Dorure sur bois :

Il existe deux techniques principales de dorure: la dorure à l'eau et la dorure à la mixtion. On peut appliquer des feuilles d'or, d'argent, de cuivre, de palladium, etc. La dorure à l'eau ou à la détrempe est le procédé traditionnellement utilisé sur le bois.

L'argenture

L'argenture est le dépôt d'une couche d'argent sur un support quelconque.

Sur pièces métalliques

Les objets à traiter subissent un nettoyage parfait, après dégraissage et polissage, ils sont immergés dans un bain électrolytique de sels d'argent à faible intensité de courant électrique. L'anode est une plaque d'argent pur et la cathode est constituée par les pièces à argenter.

Sous l'effet du courant électrique, les atomes d'argent, en dissolution dans le bain, se déposent sur les pièces à traiter (cathode). Ce phénomène physicochimique demande un entretien constant du bain et de sa teneur en sel d'argent.

L'épaisseur du dépôt dépend du temps d'immersion et de la surface à traiter et de sa forme géométrique. La quantité, elle, est précise et l'on parle le plus souvent du poids déposé (ex : 3,5 gr d'argent par dm2 représentent 33 µm d'épaisseur).

Sur verre (miroir)

Le but est de déposer une couche réfléchissante par réduction d'une solution de sel d'argent.

La face du verre à argenter est soumise à un brossage et un dégraissage avec une dissolution à l'eau d'oxyde de cérium pour ôter les impuretés, suivi d'un rinçage à l'eau distillée.

La face est ensuite soumise à une projection de protochlorure d'étain qui permettra la précipitation de l'argent.

Dépôt de la pellicule d'argent sous forme de nitrate d'argent à l'aide d'un pistolet

Protection de cette couche d'argent par un cuivrage, déposé soit par projection soit par électrolyse suivi, après séchage, par un vernissage de protection anti-oxydation du cuivre.

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