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Sur cette page : Émaux sur cuivre, article technologique rédigé par Smart.Conseil
 
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ÉMAUX sur CUIVRE du 19ème siècle

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Principe de la production d'émaux d'art pour cuivre :
 
Le flux de base est une fritte silicatée ou borosilicatée souvent riche en plomb élaborée en creuset à haute température. Cette fritte servira ensuite de matière première et sera à nouveau fusionnée après mélange avec les ingrédients caractérisant chaque émail coloré (après ajout d'opacifiants, d'oxydes métalliques, de pigments…). Cette dernière fusion sera refroidie puis réduite en poudre en broyeur pour donner l'émail destiné à l'application sur métal (cuivre, bronze, or, argent...).
 
 

 

Encrier Napoléon III en émaux cloisonnés sur bronze (champlevé) - 19ème siècle

 

Voici quelques recettes d'émaux pour cuivre en provenance directe des années 1800-1820 recueillies dans des ouvrages anglais et dans des articles de presse de cette époque :
 
Émaux sur Cuivre en 1815 (D'après Wynn)
 
La base de tous les émaux est établie à partir d'un flux vitreux transparent et fusible qui peut devenir semi-transparent ou opaque selon l'addition de certains oxydes métalliques.
Les émaux blancs peuvent être obtenus à partir d'un mélange avec de l'oxyde d'étain, leur brillance peut être accrue par l'ajout d'une petite quantité d'oxyde de manganèse.
Une addition d'oxyde de plomb ou d'antimoine produit un émail jaune.
Les rouges sont obtenus par addition de sels d'or et d'oxyde de fer.
Les verts, les violets et les bleus sont obtenus à partir des oxyde de cuivre, cobalt et fer, qui lorsqu'ils sont mélangés entre eux peuvent produire une grande variété de coloris intermédiaires.
Les proportions utilisées et le traitement thermique subi constituent les secrets de cet art.
Les meilleurs émaux sont incontestablement ceux importés de Venise, mais durant l'embargo commercial imposé par la dernière guerre, leur importation à quasiment cessé.
Leur prix élevé a incité les artisans britanniques à se lancer dans leur fabrication, et ils ont réussi à produire des émaux durs, supérieurs en blancheur aux meilleurs émaux Vénitiens et bien plus précieux pour les fabricants de cadrans.
 
En 1817, Monsieur Wynn a communiqué une série de recettes pour la préparation d'émaux colorés auprès de la Société des Arts, dont il fût récompensé par une prime.
 
Ces flux sont ceux employés par Monsieur Wynn :
 
N°1 : minium de plomb 8 parts, borax calciné 1,5 parts, silice 2 parts, poudre de verre 6 parts.
N°2 : poudre de verre 10 parts, oxyde d'arsenic 1 part, nitrate de potassium 1 part.
N°3 : minium de plomb 1 part, poudre de verre 3 parts
N°4 : minium de plomb 9,5 parts, borax non calciné 5,5 parts, poudre de verre 8 parts
N°5 : Flux N°2 4 parts, minium de plomb 8 parts, poudre de verre 6 parts
 
Après la fusion, les flux sont versés sur une dalle mouillée ou dans un grand récipient rempli d'eau claire, puis ils sont séchés et finement réduits en poudre dans un mortier de porcelaine.
 
Fabrication de l'émail jaune :
Préparer : minium de plomb 8 parts, oxyde d'antimoine 1 part, oxyde d'étain 1 part. Mélanger les ingrédients dans un mortier et les disposer sur un carreau de hollande dans le moufle, le porter progressivement au rouge et laisser refroidir.
Prélever une part de cette préparation et 1,5 part de flux N°4, et les broyer à l'eau pour utilisation.
En faisant varier les proportions du minium de plomb et de l'oxyde d'antimoine, différentes nuances peuvent être obtenues.
 
Fabrication de l'émail orange :
Mélanger 12 parts de minium de plomb, 1 part de sulfate de fer rouge, 4 parts d'oxyde d'antimoine, 3 parts de silice. Après leur calcination sans aller jusqu'à la fusion, fondre 1 part de ce composé avec 2,5 part de flux.
 
Fabrication de l'émail rouge foncé :
1 part de sulfate de fer calciné au noir (oxyde de fer noir ??), 6 parts de flux N°4 et 1 part de colcotar (Peroxyde de fer rouge provenant de la décomposition du protosulfate de fer par le feu = oxyde ferrique après calcination du sulfate de fer). De ces deux derniers composés mélangés ajouter 3 parts.
Peroxyde de fer rouge ou Rouge d'Angleterre : matière qui provient de la calcination de sulfate ferreux
 
Fabrication de l'émail rouge clair :
1 part de sulfate de fer rouge, 3 parts de flux N°1 et 1,5 parts de carbonate de plomb ((2PbCO3·Pb(OH)2 ou Céruse).
Fabrication de l'émail brun :
2,5 parts d'oxyde de manganèse, 8,5 parts de minium de plomb, 4 parts de silice
 
 
Autre version d'après Wynn plus étendue datant de la même époque :
 
EMAUX (Eng, Enamels ; All, Schmelzglas)
 
Ce sont des substances transparentes ou opaques, généralement composés de verre coloré d'oxydes métalliques, appliquées en fines couches sur des surfaces métalliques polies et brillantes, (de cuivre ou d'or), sur lesquels ils ont été fondus à la flamme d'une lampe chalumeau ou par la chaleur d'un petit four, et formant une sorte de vernis vitreux après refroidissement.
L'art des émaux a atteint sa plus grande perfection dans les temps anciens, de très beaux spécimens ont été conservés et restent inégalés par les produits modernes, et constitués de matières qui sont totalement inconnues.
Aujourd'hui, cette application qui joint l'utile à l'agréable dans l'industrie est réalisée avec le plus grand succès par les Vénitiens et après eux par les Français.
Les limites de cet ouvrage ne permettront pas une description des diverses opérations de l'émaillage, qui dépendent essentiellement de l'habileté de l'application ; un savoir-faire qui ne peut s'obtenir que par une longue pratique.
La préparation des émaux étant cependant totalement dépendante de la chimie, je considère qu'il est approprié de présenter au lecteur les formules qui suivent. Il est cependant juste de remarquer que presque chaque artiste a ses propres recettes.
La bases de tous les émaux est un verre hautement transparent et fusible, qu'il est facile de colorer par addition d'oxyde métalliques. Comme il entre dans la plupart des compositions qui suivent, il est indiqué en tête de la liste.
 
ÉMAUX, BASE ou FLUX
 
Recette flux N°1 : Préparer 16 parts de minium de plomb, 3 parts de borax calciné (borax anhydre), 12 parts de poudre de verre, 4 parts de silice fine. Fondre au creuset durant 12 heures, puis verser dans l'eau, sécher et réduire en poudre au mortier (D'après Wynn, Société des Arts, 1817).
 
Recette flux N°2 : 10 parts de silice fine, 1 part de nitrate de potassium, 1 part d'oxyde d'arsenic. (D'après Wynn)
 
Recette flux N°3 : 3 parts de poudre de verre, 1 part de minium de plomb. (D'après Wynn)
 
Recette flux N°4 : Minium de plomb 18 parts, Borax non calciné 11 parts, poudre de verre 16 parts. (D'après Wynn)
 
Recette flux N°5 : 6 parts de poudre de verre, flux N°2 (ci-dessus) 4 parts, minium de plomb 8 parts. (D'après Wynn)
 
Recette flux N°6 : étain 2 à 5 parts, plomb 10 parts ; calciner dans un pot en fer et porter au rouge cerise sombre (voir échelle de pouillet). Racler l 'oxyde au fur et à mesure de sa formation, pour bien le séparer sans trace de métal non décomposé ; quand assez de scories sont obtenus, réduire en fine poudre par broyage et lavage (élutriation), puis mélanger 4 parts de cette poudre avec une quantité égale en poids de sable pur ou de silice fine, et 1 part de sel de mer ou une autre matière alcaline, fusionner le mélange au creuset, et procéder comme précédemment. Les meilleures proportions d'étain et de plomb, dans la plupart des cas, sont respectivement 3 et 10. Le mélange d'oxydes calcinés est appelé " Calcine " (stannate de plomb ??).
 
Recette flux N°7 : Plomb et étain en mêmes proportions ; calciner comme précédemment ; prendre du mélange d'oxydes ou calcine et de la silice broyée, 1 part de chaque ; 2 parts de souscarbonate de potassium ; et fusionner comme précédemment (comme flux N°1). (D'après Chaptal)
 
Recette flux N°8 : 30 parts de plomb, 33 parts d'étain ; calciner ; puis mélanger 50 parts de calcine avec une quantité égale de silice fine et 1 part de carbonate de potassium (K2CO3, salt of tartar). Préparer comme précédemment. Un fin émail blanc terne. (D'après Neri. Kunckel)
 
Remarques : la qualité précise des produits précédents dépend en grande partie de la durée et du niveau de chauffe employé. En augmentant la quantité de silice, du flux, ou du verre, l'émail est rendu plus fusible, et l'opacité et la blancheur sont améliorées par l'ajout d'oxyde d'étain. L'utilisation du borax peut être évitée, ou économisée, car il peut causer l'efflorescence et la décoloration de l'émail. (D'après Tilloch.)
 
EMAUX NOIRS.
Préparation 1 : 3 parts d'argile pure, 1 part d'oxyde de fer (protoxyde) ; mélanger et fondre. Un noir fin. (D'après Clouet.)
Préparation 2 : fer calciné (protoxyde, oxyde ferrique) 12 parts ; oxyde de cobalt 1 part ; mélanger et ajouter un poids égal de flux blanc (incolore).
Préparation 3 : Peroxyde de manganèse (MnO2) ; 1 part de safre (minerai de cobalt grillé, oxyde de cobalt) ; mélanger et ajouter du flux blanc selon le besoin.
 
EMAUX BLEUS.
Préparation 1 : soit du flux coloré à l'oxyde de cobalt.
Préparation 2 : Silice, minium de plomb, nitrate de potassium, 1 part de chaque ; verre blanc ou poudre de verre 20 parts ; oxyde de cobalt 1 part (plus ou moins), la quantité dépendant de la profondeur de coloration recherchée.
 
EMAUX BRUNS.
Préparation 1 : minium de plomb et oxyde de fer, 1 part de chaque ; antimoine, litharge (PbO) et silice, 2 parts de chaque ; mélanger et additionner d'un flux en proportion, selon la couleur désirée. Un peu d'oxyde de cobalt ou de safre est souvent ajouté, et modifie le ton du brun.
Préparation 2 : Manganèse 5 parts, minium de plomb 16 parts, silice fine 16 parts. (d'après Wynn)
 
EMAUX VERTS.
Préparation 1 : Flux 2 lbs ; oxyde de cuivre noir 1 oz ; oxyde de fer rouge 0,5 dr (drachme, anglais dram troy dr t = 3.88 g - 1 dr t = 3 scruples = 1/8 ounce troy). Mélanger.
Préparation 2 : Comme précédemment, mais utiliser l'oxyde de cuivre rouge au lieu du noir. Moins déterminant.
Préparation 3 : poudre de cuivre et litharge (PbO), 2 oz de chaque (1 oz : 31,1 g - ounce troy), nitrate de potassium 1 oz, silice fine 4 oz ; flux autant que nécessaire.
Préparation 4 : Ajouter de l'oxyde de chrome vert avec une quantité suffisante de flux pour produire la teinte désirée ; lorsqu'elle est bien maîtrisée la couleur est superbe, et elle résiste bien aux températures élevées. Mais dans des mains non expérimentées elle tourne souvent à la couleur des feuilles mortes (présence de fer).
Préparation 5 : flux transparent 5 oz, oxyde de cuivre noir 2 scruples (1 scruple = 1,3 g), 2 grammes d'oxyde de chrome vert. Ressemble à de l'émeraude.
Préparation 6 : mélanger émaux bleus et jaunes selon proportions voulues
 
EMAUX OLIVE.
Préparation 1 : 2 parts d'un émail bel bleu, email noir et émail jaune 1 part de chaque. Mélanger. (Voir aussi EMAUX BRUNS.)
EMAUX ORANGE.
Préparation 1 : Minium de plomb 12 parts, sulfate de fer rouge et oxyde d'antimoine, 1 part de chaque ; silice fine 3 parts ; Calciner, broyer, fondre avec du flux (50 parts)
Préparation 2 : Minium de plomb 12 parts, oxyde d'antimoine 4 parts, silice fine 3 parts, sulfate de fer rouge 1 part, calciner, et ajouter du flux à raison de 5 parts pour 2 parts de ce mélange.
 
EMAUX POURPRES
Préparation 1 : flux coloré avec de l'oxyde d'or (Au2O3), du pourpre de cassius ou du peroxyde de manganèse.
 
Les émaux sur métaux sont plus difficiles que ceux sur verre et porcelaine. La présence d'un métal oxydable tel que le cuivre permet une réaction avec les émaux. Les émaux peuvent dissoudre l'oxyde qui se forme en surface du métal et devenir colorés (l'oxyde de cuivre colore en vert). Ou bien c'est l'émail qui peut lui-même être réduit par le métal (par l'oxydation du cuivre à partir de l'oxygène contenu par les oxydes de l'émail, tels que l'oxyde de plomb) et conduire à une altération de la coloration.
Sur le cuivre ou l'argent les émaux subissent quelques modifications par leur contact avec le métal. Si l'émail est transparent, ces défauts seront visibles ; mais s'il est opaque avec une surface lisse, les défauts passeront inaperçus.
Le cuivre ou l'argent sont quelque fois déjà recouvert d'un émail opaque avant de recevoir une couche transparente.
 
 
 
  
 
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