L'importance du revêtement de surface sur les panneaux sandwichs

Les tôles galvanisées, ou revêtues en surface de peintures ou de substances organiques, représentent aujourd’hui les matériaux les plus couramment utilisés dans la production de surfaces de panneaux sandwichs métalliques et se retrouvent sur toute façade ou toiture d’un bâtiment industriel, commercial ou résidentiel.

Le revêtement de l’extérieur d’un produit est généralement d’une importance vitale. Des revêtements organiques et métalliques sont utilisés pour protéger les couches métalliques sous-jacentes contre la corrosion. Par conséquent, les parties métalliques d’un produit sont sujettes à la corrosion en l’absence d’un revêtement de surface adéquat, ce qui entraîne une réduction du cycle de vie du produit en question.

Un bon produit peut être gâché par un mauvais revêtement de surface, de même qu’un produit en décomposition peut être amélioré, au moins d’un point de vue esthétique, par un revêtement de surface de bonne qualité. Le revêtement d’un produit métallique ne consiste pas simplement à appliquer de la peinture ou une substance noble sur un produit particulier. Il convient d’accorder une certaine attention aux propriétés mécaniques telles que la flexion et l’impact, ainsi qu’aux caractéristiques particulières telles que la résistance chimique aux attaques de l’eau, des solvants, des huiles, des fluides hydrauliques, etc.

En résumé, le revêtement extérieur d’un article lui confère non seulement une certaine importance esthétique, mais lui permet également de remplir la fonction à laquelle il est destiné. Évidemment, cela a un prix, surtout dans l’industrie automobile, où les coûts d’application des différents revêtements de surface représentent environ un quart du coût total de production d’un véhicule. Pour l’industrie manufacturière générale, ce chiffre est inférieur, mais une analyse minutieuse des coûts reste justifiée.

Le choix du système de protection contre la corrosion le plus approprié en présence de certaines conditions environnementales, nécessaire pour assurer un cycle de vie satisfaisant à un panneau sandwich, est d’une importance capitale et a fait l’objet de discussions approfondies entre les experts de l’industrie. Il n’existe pas de système de protection unique capable de résister aux attaques de tous les types d’agents atmosphériques. Il est donc nécessaire d’identifier les facteurs environnementaux importants sur un site donné, par exemple les précipitations, la pollution locale et les dépôts de saleté en surface.

Les conditions réelles à l’intérieur d’un bâtiment, la probabilité de concentration de fumées chimiques et la formation éventuelle de condensation influenceront le choix du système de revêtement le plus approprié.

Le choix doit tenir compte des exigences fonctionnelles du produit et des conditions locales prévues, et un consensus doit être trouvé pour donner au produit le meilleur cycle de vie possible. Par exemple, en matière de bardage, l’aspect extérieur a une importance limitée par rapport au problème de la protection contre la corrosion, alors que pour les murs, l’aspect esthétique est prioritaire.

Le choix de la technologie de peinture appropriée est également très important. D’une part, la législation environnementale relative à la toxicité des revêtements de surface, aux émissions de solvants et au traitement des eaux usées devient de plus en plus stricte ; d’autre part, les forces du marché imposent à la fois des délais de fabrication plus courts et une minimisation des coûts. Dans ce contexte, de nouvelles technologies ont été développées qui devraient aider certains producteurs à trouver une solution appropriée à leurs problèmes.

Les origines de la technique de peinture sur bobine de métal

La technique du coil coating est apparue pour la première fois dans les années 1940, mais ses racines semblent remonter aux mouvements architecturaux de la fin du 19e et du début du 20e siècle.

Au début du siècle dernier, l’art, l’architecture et l’industrie sont allés de pair, obligeant les architectes à intégrer les techniques de profilage métallique dans les formes et les concepts des bâtiments traditionnels. Cette nouvelle approche a été bien accueillie par le secteur de la construction et est rapidement devenue la norme. Lorsque l’acier a commencé à jouer un rôle de plus en plus important dans l’industrie de la construction, des revêtements de surface ont été mis au point sous diverses formes, soit pour la protection contre les intempéries, soit à des fins décoratives, soit les deux. À cette fin, de nouvelles techniques et de nouveaux matériaux ont été constamment recherchés et développés et, au milieu de cette “frénésie”, l’école allemande du Bauhaus a été fondée, d’où sont sortis quelques-uns des plus importants précurseurs de l’architecture moderne, tels que Le Corbusier, J.J.P. Oud, Gropius, Mies van der Rohe, et Frank Lloyd Wright.

C’est ainsi que la première chaîne de peinture pour bobines métalliques a été mise en service au début des années 1940 aux États-Unis. Le procédé a été utilisé pour revêtir des châssis de fenêtre en acier d’une largeur de 50 mm et d’une épaisseur de 0,3 mm. La vitesse de production était de 12 mètres par minute, et il fallait environ 12 heures pour produire une tonne de métal revêtu (aujourd’hui, dans le même temps, on peut produire environ 500 tonnes). Cette technologie s’est considérablement développée aux États-Unis dans les années 1950 et 1960, lorsque l’architecture et l’industrie de l’électroménager ont commencé à envisager ces nouvelles combinaisons d’acier ou d’aluminium peint.

Dans les années 1960, les chaînes atteignent une vitesse de 75 mètres par minute, avec une largeur de lame de 1,50 m, et la production passe de 460 000 tonnes par an en 1962 à 500 000 tonnes par an en 1966.

La technique du metal coil painting a connu sa véritable révolution en Europe entre 1960 et 1965, lorsque les premières chaînes ont été installées en Suède, en Allemagne, en Grande-Bretagne, en Belgique, en Italie, en Suisse et en France. Les producteurs d’aluminium prélaqué ont mentionné les marchés suivants dans leur documentation commerciale :

la construction (éléments de revêtement extérieur, couvertures, murs non porteurs) ;
les accessoires de construction (fixations métalliques, portes coulissantes, volets, abris) ;
les applications intérieures (faux plafonds, cloisons) ;
l’industrie du transport (caravanes, autobus) ;
produits divers (emballages de biens de consommation, jeux, appareils ménagers).

En 1967, l’European Coil Coating Association (ECCA) a été fondée à Bruxelles, en Belgique. Cette association à vocation scientifique avait pour objectif de “rechercher et promouvoir la production et l’utilisation de métal prélaqué organique”. Ses 80 membres fondateurs comprenaient des industries de revêtement de surface de l’acier et de l’aluminium, des distributeurs (peintures, films) et des fabricants d’équipements. Le premier objectif de l’ECCA, à savoir la définition de normes de qualité des performances, est continuellement rempli grâce à la coopération que l’association a établie et continue d’établir avec les comités CEN et ECISS pour l’élaboration des normes européennes, en particulier :

EN 1396:1997, Aluminium et alliages d’aluminium – Métal peint en feuilles et bobines pour applications générales – Spécification
EN 10169-1:2004, Produits plats en acier peints par chaîne – Partie 1 : Informations générales (définitions, matériaux, tolérances, méthodes d’essai)
prEN 10169-2:1995, Produits plats en acier à chaîne peints organiquement – Partie 2 : Produits pour applications extérieures dans les bâtiments
prEN 10169-3:2003, Produits plats en acier peint par chaîne organique – Partie 2 : Produits pour applications intérieures des bâtiments
EN 13523, Métaux peints – Méthodes d’essai

Systèmes de revêtement de protection de surface pour les tôles d'acier

En général, les tôles utilisées pour la fabrication des panneaux sandwichs sont recouvertes de revêtements métalliques et organiques afin d’accroître leur résistance aux agents corrosifs.

Bardage métallique

Les tôles d’acier couramment utilisées dans la production de panneaux composites sont généralement recouvertes d’une couche métallique de protection contre la corrosion. Ce revêtement forme une barrière entre l’environnement extérieur et la surface métallique, en particulier lorsqu’il est appliqué en combinaison avec des produits d’étanchéité et des revêtements organiques conventionnels.

Dans un environnement aqueux à forte concentration en sel, ces revêtements, en raison de la réaction électrochimique entre l’acier et le zinc ou l’aluminium, ont tendance à se “sacrifier” pour protéger l’acier sous-jacent en fonction des trous ou des dommages éventuels survenus dans le revêtement.

Le contact entre deux métaux dissemblables donne lieu à une cellule galvanique, où le zinc représente l’anode et est “sacrifié” pour protéger la cathode en acier inférieur.

Chacune représente une méthode de zingage différente : la protection contre la corrosion fournie par ces méthodes dépend de la quantité de zinc présente dans le revêtement.

Les principaux procédés de revêtement de l’acier sont la galvanisation électrolytique et la galvanisation à chaud, bien que des peintures riches en zinc et des procédés de métallisation puissent également être utilisés.

La méthode suivie dans le processus de galvanoplastie électrolytique est appelée galvanoplastie. L’objet à revêtir est placé dans un récipient rempli d’une solution d’un ou plusieurs sels métalliques.

L’objet est connecté à un circuit électrique et représente la cathode (pôle négatif) du circuit ; d’autre part, une électrode, qui est généralement faite du même métal que celui utilisé pour la galvanoplastie, constitue l’anode (pôle positif).

Lorsqu’un courant électrique passe dans le circuit, les ions métalliques de la solution sont attirés par l’objet à revêtir. Le résultat final est la formation d’une couche métallique protectrice sur l’objet.

Les principaux produits utilisés dans le processus de galvanisation électrolytique sont les suivants :

Zinc pur
Zinc-Nickel, avec 10-14 pour cent de nickel. Il présente une meilleure résistance à la corrosion et une meilleure soudabilité que le zinc pur, mais sa dureté a un effet négatif sur les propriétés mécaniques.

La galvanisation est le processus par lequel un métal, généralement du fer ou de l’acier, est recouvert d’une couche protectrice de zinc. La galvanisation à chaud est une méthode de galvanisation très répandue. Elle consiste à recouvrir les produits en acier ou en fer d’une fine couche de zinc, en immergeant le métal dans un bain de zinc en fusion à une température d’environ 460 °C. Le zinc “s’oxyde” et forme de l’oxyde de zinc, un matériau très résistant qui empêche la formation de rouille et protège le métal sous-jacent contre les agents corrosifs. L’acier galvanisé est largement utilisé dans les applications où une certaine résistance à la rouille est requise, et peut être identifié par la formation d’un motif de cristallisation sur la surface, comme le montre la figure 4.6.

Les principaux produits utilisés dans le processus de galvanisation à chaud sont les suivants :

Zinc pur
Le recuit galvanisé consiste à faire subir au matériau trempé à chaud, dès sa sortie du bain de zinc en fusion, un traitement thermique qui permet la formation d’un alliage de zinc et de fer. Par rapport au zinc pur, le zinc permet un soudage plus facile et une meilleure résistance à la corrosion, mais il est plus sensible à la pulvérisation (détérioration du revêtement métallique).
Galfan est un revêtement de zinc-aluminium composé de 95 % de zinc et de 5 % d’aluminium. Il offre une meilleure protection contre la corrosion que le zinc pur, mais sa soudabilité est faible en raison de la présence d’aluminium.
L’Aluzinc ou Galvalume est un revêtement de zinc-aluminium composé de 55% d’aluminium, 43,4% de zinc et 1,6% de silicium. Par rapport au zinc pur, il offre une meilleure résistance à la corrosion et une meilleure réflexion de la chaleur à haute température.

Les peintures riches en zinc, ou les apprêts riches en zinc, assurent la protection galvanique d’un substrat en acier. Comme l’adjectif lui-même le dit, “riche”, ils contiennent une grande quantité de poudre de zinc comme pigment. Une fois le revêtement appliqué sur le substrat d’acier préalablement nettoyé, un liant maintient les particules métalliques de zinc ensemble et en contact avec la couche d’acier.

Le processus de métallisation est une méthode largement utilisée pour revêtir les métaux en utilisant un métal qui est pulvérisé thermiquement sur la surface à revêtir. Cette technologie comprend diverses techniques et matériaux et a un large éventail d’applications. Dans le cas du revêtement de surface des structures en acier, la métallisation fait référence à la pulvérisation à chaud d’alliages de zinc ou d’aluminium directement sur les surfaces en acier. Les revêtements sont obtenus en utilisant une source de chaleur (flamme ou arc) pour faire fondre le métal, qui est livré sous forme de fil ou de poudre. Un jet d’air pulvérise le métal en fusion sur la surface de l’acier sous la forme d’une fine pellicule. Lorsque le métal touche la surface à revêtir, il se solidifie rapidement pour former une couche de revêtement solide.

Revêtements organiques

Il est difficile d’obtenir une adhésion efficace entre l’âme du panneau et la surface métallique intérieure du panneau sandwich, c’est pourquoi des revêtements organiques supplémentaires sont utilisés. Ils ont également pour fonction de protéger la couche métallique des liaisons mécaniques et chimiques, ainsi que de donner à la surface un aspect esthétique satisfaisant. En tout état de cause, comme ils sont perméables à l’eau et se dégradent sous l’influence des rayons UV, le revêtement organique n’est pas appliqué directement sur l’acier non revêtu, mais sur un substrat en acier galvanisé ou en aluminium.

Quoi qu’il en soit, le système de protection contre la corrosion le plus courant est celui de l’acier galvanisé recouvert d’un revêtement organique, comme le montre la figure 4.7. Le revêtement organique est principalement responsable de la résistance à la corrosion, tandis que la couche de zinc reste dans un état passif jusqu’à ce que la protection fournie par le revêtement organique perde son efficacité.

L’industrie des revêtements de surface adopte aujourd’hui une grande variété de revêtements organiques. Les types de revêtements organiques les plus courants sont les polyesters, les acryliques, les polyfluorocarbones, les alkydes, les vinyles et les plastisols. Environ 85 % des revêtements organiques utilisés sont à base de solvants organiques, tandis que la plupart des 15 % restants sont à base d’eau.

Les revêtements organiques les plus couramment utilisés sont les suivants :

polyester (standard ou modifié au silicium et polyamide)
polyuréthane
plastisol
polymères fluorés

Le polyester (PE) est un système de peinture universel et rentable qui convient aux applications intérieures et extérieures. Pour les applications intérieures, l’épaisseur du revêtement est généralement de 15 µm, tandis que pour les applications extérieures, elle est de 25 ou 35 µm (y compris la couche d’apprêt).

Outre le polyester standard, il existe également des variantes sous la forme de polyesters modifiés au silicium et au polyamide. Par rapport au produit standard, ces variantes offrent une résistance élevée aux conditions environnementales extérieures et une bonne résistance aux rayures et à l’abrasion.

Le polyester et ses variantes sont disponibles dans une large gamme de couleurs et de brillances. Ils sont utilisés pour une grande variété d’applications intérieures et extérieures, telles que le revêtement et les éléments muraux pour les réfrigérateurs et les machines à laver, le revêtement de meubles, etc. Son principal avantage est son prix, tandis que son principal inconvénient est sa flexibilité limitée. Ce matériau ne convient pas aux rayons de courbure trop faibles.

Le polyuréthane (PU ou PUR) résiste mieux au vieillissement et aux taches que le polyester. L’épaisseur du revêtement est normalement de 50 µm (couche primaire comprise). Les exemples d’applications sont les éléments de couverture et les éléments muraux, les portes de garage, les réfrigérateurs, les machines à laver, les distributeurs de boissons, etc. Les avantages les plus importants sont une bonne résistance à la corrosion, une bonne rétention de la couleur et de la brillance ainsi qu’une flexibilité exceptionnelle. Les systèmes de peinture polyuréthane sont plus chers que les systèmes de peinture polyester.

Le plastisol (PVC ou chlorure de polyvinyle) est appliqué comme revêtement dans des épaisseurs relativement élevées : 100 ou 200 µm. Cela confère au plastisol une excellente résistance à l’abrasion et à la corrosion. Il s’agit également d’un produit très flexible qui peut supporter de très petits rayons de courbure.

Les principaux avantages sont une bonne résistance à la corrosion, une grande flexibilité et une tendance au gaufrage pour améliorer la résistance aux rayures. Dans tous les cas, la stabilité des couleurs n’est pas satisfaisante, car la résistance à la lumière ultraviolette (UV) est très limitée. Cette faible résistance aux UV est plus prononcée pour les couleurs foncées. De plus, sa déformabilité est très faible à basse température. Le plastisol est relativement coûteux et ses applications comprennent les éléments de toiture, les murs et les portes de garage et de meubles.

Les fluoropolymères (PVDF ou fluorure de polyvinylidène) offrent une rétention de couleur et de brillance inégalée grâce à leur résistance exceptionnelle aux UV, ce qui rend le PVDF particulièrement adapté aux bâtiments prestigieux peints avec des couleurs vives. L’épaisseur du revêtement est normalement de 25 ou 35 µm (y compris la couche d’apprêt).

Le PVDF présente de nombreux avantages : c’est un produit qui peut être utilisé sans problème même dans les zones continentales où le rayonnement ultraviolet est très élevé, combiné à des valeurs de température et d’humidité relative élevées. En tout état de cause, ce produit est très dur et doit être manipulé avec précaution pour éviter les rayures. En raison de son coût élevé, le PVDF n’est utilisé que pour des applications extérieures dans des environnements difficiles ou lorsque l’aspect esthétique est primordial (des couleurs spéciales et des effets de surface sont possibles avec les versions multicouches).

La résistance à la corrosion des revêtements organiques peut être exprimée sur une échelle allant de 1 (faible) à 5 (excellent), comme le montre le tableau 4.1. Dans ce contexte, la résistance est principalement liée au temps nécessaire jusqu’à la première opération de maintenance, et non à la détérioration totale de la lame. Le tableau indique également la stabilité des couleurs.

Matériau	Résistance à la corrosion	Stabilité des couleurs
PE	3 – 4	4
PE (silicium modifié)	3	4
PUR	4	4
PVC	5	3
PVDF	3 – 4	5

Tableau 4.1 : Résistance à la corrosion et stabilité de la couleur de certains matériaux de revêtement

Les valeurs normales des épaisseurs et de la déformabilité des revêtements organiques mentionnés sont indiquées dans le tableau 4.2. La résistance à la rupture lors d’un pliage à 180° est le rapport T entre la valeur minimale du diamètre de pliage et l’épaisseur du métal, lorsque la tôle revêtue est pliée à 180° avec la face peinte tournée vers l’extérieur et qu’aucune fracture visible ne s’est produite dans le revêtement lui-même (les valeurs sont données à température ambiante).

Matériau	Epaisseurs normales (µm)	Résistance à la fissuration à la flexion de 180°, T	Valeur minimale de l’intervalle de température de fonctionnement
PE	25-30	4-5	– 40
PE (modifié au silicium)	25-30	6-10	– 40
PUR	20-50	3-4	–
PVC	100-200	0	– 20
PVDF	25-30	3-4	– 40

Tableau 4.2 : Valeurs normales pour les épaisseurs et les caractéristiques de déformabilité de certains revêtements organiques.

Les valeurs de durée de vie attendues pour les environnements extérieurs et intérieurs des différents revêtements organiques mentionnés ci-dessus sont indiquées dans les tableaux et 4.4. Ces valeurs sont indicatives et définissent les exigences d’entretien plutôt que la durée des caractéristiques protectrices du revêtement. Les valeurs attendues sont exprimées par les symboles suivants :

+++= longue durée de vie
++ = durée de vie moyenne
+ = durée de vie courte
– non recommandé

Matériau	Littoral	Industriel	Urbain	Ruralité
PE	+	+	+	++
PE (modifié au silicium)	+	+	++	++
PVC	++	++	++	++
PVDF	+++	+++	+++	+++

Tableau 4.3 : Durée de vie de l’acier galvanisé à revêtement organique dans un environnement extérieur

	Température ambiante + 5°C ? T ? +50°C			Cellule frigorifique
Matériau	Sans condensation	Condensac. occasionnel	Condensac. permanent	– 20° C < T < + 5°C	T < -20° C
PE	+++	+++	–	+	++
PE (modifié au silicium)	+++	+++	–	++	++
PVC	+++	+++	+	++	–
PVDF	+++	+++	–	+++	++

Tableau 4.4 : Durée de vie de l’acier galvanisé à revêtement organique dans un environnement intérieur

La durée de vie d’un revêtement organique peut être prolongée indéfiniment si l’on évite de l’endommager en le nettoyant fréquemment et en le repeignant de manière appropriée. En pratique, cela est possible pour la plupart des revêtements organiques utilisés.

Le facteur critique de la durabilité s’exprime souvent dans les fixations. Il est généralement possible de les remplacer, mais à un coût élevé.

La durabilité d’un revêtement est également mise en évidence par la conservation de la couleur dans le temps, qui est un facteur aussi important que la couleur initiale. En effet, les couleurs peuvent changer sous l’influence de la lumière du soleil. L’écart maximal admissible est indiqué par le delta E ou ?E. Plus le delta E est élevé, plus la rétention de la couleur est faible. Certaines couleurs sont plus sujettes au vieillissement que d’autres ; dans ce cas, le type de peinture joue un rôle important. Les variations de couleur sont dues à des variations de pigments ou, plus rarement, à l’oxydation des résines (jaunissement).

L’aspect d’un revêtement n’est pas seulement déterminé par la couleur, mais aussi par le degré de brillance, qui est quantifié par une mesure de la réflectivité de la surface peinte.

Plus la surface réfléchit la lumière, plus le degré de brillance est élevé. Comme pour la couleur, ce n’est pas seulement la brillance initiale qui est importante, mais aussi sa rétention, qui est exprimée en pourcentage de la brillance initiale. Plus le pourcentage est élevé, meilleure est la rétention de la brillance.

Processus de peinture

Le coil coating est le processus en chaîne par lequel des couches de revêtement organique ayant des fonctions protectrices ou décoratives sont appliquées sur du métal galvanisé fourni en bobines. Bien que la disposition des équipements utilisés puisse varier d’une installation à l’autre, les opérations suivent généralement un schéma bien défini.

Une bande de métal est déroulée à l’entrée de la chaîne et passe dans une section humide, où le métal est nettoyé et traité chimiquement pour empêcher la formation de rouille et favoriser une adhésion efficace du revêtement de surface à la surface du métal. Dans certaines installations, la section humide comprend une opération de galvanoplastie.

La bande métallique est séchée et passe dans une unité d’apprêt où une couche d’apprêt est appliquée sur une ou deux faces. À ce stade du processus, une couche de backcoat peut être appliquée sur la face inférieure de la bande métallique.

La bande avec la couche d’apprêt appliquée est passée dans un four pour le traitement nécessaire. À la sortie du four, la bande de métal est refroidie avec de l’eau pulvérisée et séchée à nouveau.

La bande métallique passe ensuite par une station d’application de revêtement de surface organique, où des rouleaux appropriés recouvrent une ou les deux faces de la bande.

Le sens de rotation des rouleaux d’application joue un rôle important dans la détermination du type de revêtement de surface. La rotation du rouleau d’application dans le sens opposé à celui de l’andain permet d’obtenir un revêtement épais, tandis que la rotation du rouleau d’application dans le même sens que celui de l’andain permet d’obtenir un revêtement plus fin.

La bande passe ensuite dans un four où les revêtements de surface sont séchés et traités.

Le revêtement est “cuit” à haute température pendant 20 à 30 secondes. Dès que la bande sort du four, elle est refroidie avec de l’eau pulvérisée et séchée.

La plupart des chaînes de peinture sont équipées d’accumulateurs à l’entrée et à la sortie, ce qui permet un mouvement continu de la bande tout au long du processus, lorsqu’un rouleau est positionné à l’entrée et qu’un rouleau qui vient d’être peint est retiré de la sortie. La figure 4.9 est un organigramme d’une chaîne de peinture.

Les opérations de peinture peuvent être classées en deux catégories distinctes : les entreprises de revêtement à façon et les entreprises de revêtement captives.

Le toll coater est un service multi-clients qui respecte les besoins et les spécifications de chaque client. Le métal revêtu est livré au client, qui fabrique le produit final. Les entreprises de revêtement Toll utilisent des formulations de revêtements organiques très différentes et, en règle générale, des produits à base de solvants organiques. Les principaux marchés visés par ces opérations sont l’industrie du transport et de la construction, ainsi que les appareils ménagers, les meubles et les conteneurs.
La coucheuse captive est généralement une opération unique dans un processus de fabrication complet. De nombreuses entreprises manufacturières disposent de leurs propres installations de peinture. L’entreprise captive utilise principalement des produits à base d’eau, car le métal revêtu est généralement utilisé pour un nombre limité de produits.

Avantages

Les chaînes de peinture modernes disposent de mécanismes intégrés pour le traitement des eaux usées et des fumées et, en général, répondent largement aux exigences légales en matière de niveaux d’émission. Le métal revêtu et nettoyé se prête bien à un traitement ultérieur.

En outre, le revêtement de surface :

assure la continuité des couleurs
assure l’uniformité de l’épaisseur de la peinture
offre des propriétés d’adhésion remarquables
est durable et minimise les risques de dommages liés au voyage
est facile à déformer et à élaborer
sa finition peut être réalisée dans une large gamme de couleurs
offre une meilleure résistance à la corrosion
nécessite moins d’énergie que les procédés traditionnels
permet un recyclage simple des matériaux traités
est un système pratique et efficace.

Ces caractéristiques ont convaincu de nombreux producteurs de métaux de passer des opérations de post-peinture à l’utilisation de métaux pré-peints.

Processus de revêtement par poudre

Le revêtement par poudre est de loin la technique de finition de surface la plus récente utilisée aujourd’hui. Il s’agit de l’application de peinture sèche sur un produit. Dans la peinture humide normale, les pigments sont en suspension dans un milieu liquide, qui doit s’évaporer pour permettre l’obtention de la peinture solide. Dans le cas du thermolaquage, la peinture est appliquée selon deux techniques différentes :

l’article est immergé dans un lit de poudre, qui peut être plus ou moins chargé électrostatiquement ; ou
la peinture en poudre est chargée électrostatiquement et pulvérisée sur le produit.

L’article est ensuite placé dans un four où les particules de poudre fondent et s’étalent pour former un film continu. Aujourd’hui, deux grands types de poudre sont disponibles sur le marché :

poudres thermoplastiques qui fondent à nouveau lorsqu’elles sont chauffées et
des poudres résistantes à la chaleur qui ne fondent pas lorsqu’elles sont remises en contact avec une source de chaleur. Pendant le traitement au four, une réaction chimique se produit qui facilite la formation de liens solides entre les molécules. C’est cette réaction chimique qui confère au revêtement un grand nombre de ses propriétés.

Le revêtement par poudre est relativement dur et résistant à l’abrasion et peut être appliqué sur une large gamme d’épaisseurs. En outre, des variations de couleur sont acceptées d’un lot de production à l’autre.

Une attention particulière doit être apportée à la définition de l’épaisseur minimale, car certaines poudres n’offrent pas la “couverture” requise, c’est-à-dire la capacité de la poudre à couvrir la couleur du métal.

Système de classification des couleurs RAL

Il existe aujourd’hui plusieurs systèmes de classification des couleurs qui permettent aux concepteurs professionnels d’identifier la bonne couleur pour une application ou un produit spécifique. Ces systèmes contiennent généralement des milliers de couleurs, qui sont classées à l’aide de divers outils de soutien tels que des catalogues ou des atlas de poche (Fig. 4.11). Dans cette section, nous examinerons deux systèmes particulièrement importants : RAL DESIGN et NCS.

RAL DESIGN

Après plusieurs années de développement et sur les conseils de plusieurs experts de l’industrie, le système RAL DESIGN a été présenté au public en 1993. Un avantage important du système RAL DESIGN est sa grande clarté et son intuitivité, malgré le grand nombre de couleurs qu’il contient (1 688 couleurs). En effet, il est très facile d’identifier les couleurs grâce à une série de trois nombres qui définissent exactement les coordonnées de la couleur souhaitée dans une palette de couleurs sphériques (Fig. 4.12).

Le premier chiffre d’un nom de couleur indique l’angle sur la circonférence de la couleur (teinte), le deuxième l’élévation de la position occupée par la couleur (clarté) et le troisième la distance par rapport à l’axe central (chroma), comme le montre la figure 4.13.

Par conséquent, une couleur (par exemple RAL 010 40 25) peut être décrite avec précision en utilisant uniquement ses coordonnées HLC, qui définissent les valeurs mesurées technologiquement de la teinte, de la clarté et de la chroma.

La teinte est la propriété de la couleur qui est déterminée par la longueur d’onde de la lumière provenant de l’objet. C’est la propriété à laquelle on se réfère généralement lorsqu’on indique une couleur particulière (rouge, vert…) ; la clarté est la propriété qui indique dans quelle mesure une couleur donnée est claire ou foncée ; la chroma est la propriété qui définit l’intensité ou la pureté d’une couleur.

NCS (Natural Colour System)

Le système NCS décrit les couleurs exactement comme nous les voyons, ce qui explique qu’il soit simple à comprendre, logique et facile à utiliser.

Chacune des millions de couleurs existantes peut être définie dans le système NCS et est indiquée par une notation précise.

Le système NCS part de six couleurs élémentaires, perçues par le cerveau humain comme “pures”. Ces couleurs se divisent en quatre couleurs élémentaires chromatiques, le jaune, le rouge, le bleu et le vert, et deux couleurs élémentaires non chromatiques, le noir et le blanc.

Toutes les autres couleurs peuvent être décrites en fonction de leur degré de ressemblance visuelle avec ces couleurs élémentaires.

Par conséquent, les notations de classification du SOC sont basées sur ces attributs de ressemblance élémentaires.

Les six couleurs élémentaires sont considérées comme les points cardinaux de l’espace tridimensionnel NCS (Fig. 4.15), qui peut être considéré comme composé de deux cônes ayant une base circulaire commune. Dans cet espace, toutes les couleurs imaginables peuvent trouver leur place et être indiquées par une notation NCS exacte.

La base circulaire est appelée circonférence de la couleur du NCS (Fig. 4.16) et est divisée en quatre quadrants.

Sur cette circonférence, la couleur est identifiée par sa teinte, qui identifie son degré de ressemblance avec deux ou plusieurs des quatre couleurs chromatiques élémentaires, le jaune, le rouge, le bleu et le vert.

L’illustration met en évidence la nuance Y90R, une couleur jaune avec une tendance au rouge de 90 % et une tendance au jaune de 10 %.

La section verticale de l’espace colorimétrique NCS, pour une valeur donnée de la teinte, est appelée le triangle colorimétrique NCS (Fig. 4.17). La base du triangle est l’échelle de gris allant du blanc (W) au noir (S), tandis que le sommet du triangle représente la chromaticité maximale (C) pour la valeur de teinte actuelle (dans l’exemple donné, Y90R).

Le triangle identifie la teinte de la couleur, c’est-à-dire sa quantité visuelle de noir ou de blanc, ainsi que sa chromaticité.

Dans l’exemple donné, la notation NCS de la couleur considérée est S 1050-Y90R, 1050 représentant sa teinte et Y90R sa tonalité (Fig. 4.18). La lettre S placée devant la notation NCS complète indique que le modèle NCS est un modèle de couleur NCS standardisé, publié par le Scandinavian Colour Institute, le centre de qualité NCS.