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OUASSARNI ABDERRAHIM
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1
RROOYYAAUUMMEE DDUU MMAARROOCCUUNNIIVVEERRSSIITTEE MMOOHHAAMMMMEEDD VV--AAGGDDAALL
FFAACCUULLTTEE DDEESS SSCCIIEENNCCEESSDDEEPPAARRTTEEMMEENNTT DDEE PPHHYYSSIIQQUUEE
MMaasstteerr ÉÉnneerrggiiee eett TTeecchhnnoollooggiiee ddeess MMaattéérriiaauuxx
h Réalisé par :
*OUASSARNI ABDERRAHIM*HNINE TARIK
h Proposé et encadré par le professeur :
*SAMAOUALI
Année universitaire : 2007/2008
2
TABLE DES MATIERESI. INTRODUCTION :....................................................................... 3
II. ORIGINE DES CÉRAMIQUES : ..................................................... 4
1. CERAMIQUES TRADITIONNELLES : ....................................................................... 42. CERAMIQUES TECHNIQUES : ............................................................................. 4
III. CLASSES DE CÉRAMIQUES :........................................................ 5
1. MICROSTRUCTURE DES CERAMIQUES : ................................................................ 51.1. Céramiques ioniques et covalentes :....................................................................... 5
1.1.1. Les céramiques ioniques simples : ............................................................................................................... 61.1.2. Les céramiques covalentes simples : ............................................................................................................ 8
1.2. Les alliages de céramiques : ................................................................................... 9
IV. PROPRIETES PHYSIQUES DES CERAMIQUES :............................ 10
1. PROPRIETES MECANIQUES : ............................................................................ 102. RESISTANCE AUX CHOCS THERMIQUES : ............................................................. 133. FLUAGE DES CERAMIQUES : ............................................................................ 134. MISE EN FORME ET ASSEMBLAGE : ................................................................... 14
4.1. Mise en forme des céramiques : ............................................................................. 144.2. Assemblages des céramiques : ............................................................................. 15
4.2.1. Assemblage mécanique des céramiques : .................................................................................................. 154 .2.2.Autres types d’assemblage : ...................................................................................................................... 16
V. LES CERAMIQUES ET LES BARRIERES THERMIQUES : ................ 16
1. REVETEMENTS DE BARRIERE THERMIQUE :.......................................................... 172. EXIGENCES SPECIALES IMPOSEES AUX METHODES DE PREPARATION :......................... 17
VI. ALTERATION DES CERAMIQUES : ............................................. 18
1. LES ALTERATIONS PHYSIQUES :......................................................................... 182. LES ALTERATIONS CHIMIQUES : ........................................................................ 193. LES ALTERATIONS BIOLOGIQUES : ..................................................................... 204. LES PROBLEMES DE DECOLLEMENTS DE GLAÇURES SUR DES CERAMIQUES.................... 20
VII. CONCLUSION : ................................................................... 21
BIBLIOGRAPHIE : .......................................................................... 22
3
I. INTRODUCTION :
Les céramiques englobent tous les matériaux à liaisons iono-covalentes, ce qui regroupe
: les roches, les bétons, les verres, les carbures, les nitrures...
Le mot céramique provient du grec ancien « kéramos», qui signifie « terre à
potier », « argile ». Il a donné son nom à un quartier d'Athènes, le Céramique.
Les céramiques sont constituées de phases inorganiques et non métalliques, à liaisons
essentiellement iono-covalentes, non totalement vitreux et généralement consolidés par
frittage d’un compact pulvérulent mis sous la forme de l’objet voulu.
Souvent considérés comme appartenant à une même grande famille de matériaux,
céramiques, verres et liants hydrauliques peuvent être distingués par l’ordre des étapes : état
de poudre, mise en forme et cuisson :
D’autre part, tous matériaux placés dans un environnement déterminé tendent à se
mettre en équilibre avec lui. La modification de l’environnement oblige le matériau à se
transformer, ce qui aboutit à un changement rapide et évident de ses caractéristiques
originelles : c’est l’altération.
Dans ce rapport, on va essayer de faire une présentation générale sur la nature et les
types des céramiques (origines, compositions et propriétés). Ensuite, nous allons parler de
l’altération des céramiques dans un cadre générale.
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II. ORIGINE DES CÉRAMIQUES :
1. Céramiques traditionnelles :
Les plus utilisées sont les argiles (kaolinite, illite, montmorillonite…) qui permettent
d’obtenir des pièces crues de bonne tenue mécanique (plasticité).
En fonction de leur mise en forme et de la cuisson, il est possible de distinguer trois
familles d’argiles : plastiques grésantes, réfractaires, plastiques réfractaires. Pour faciliter la
densification on peut ajouter des feldspaths qui jouent le rôle de dégraissants (favorisent le
séchage tout en limitant la déformation) et de fondants.
Parmi les autres matières premières naturelles on peut citer : le sable, les carbonates
alcalinoterreux (calcaire, craie, dolomie), le talc (fondant), l’andalousite (réfractaire).
2. Céramiques techniques :
Parmi les méthodes dites “physiques”, la pyrolyse laser est une méthode de choix pour
la préparation de poudres nanométriques. Les particules obtenues, inférieures à 100 nm, ont
des surfaces spécifiques atteignant plusieurs centaines de m2/g. Cette technique repose sur la
décomposition d’un précurseur gazeux ou liquide par son interaction avec un faisceau laser.
Figure1 : Nanograin monocristallin de TiC
La stœchiométrie des poudres est contrôlée par la composition initiale du précurseur, la
taille et la cristallinité dépendant du temps de résidence des grains dans la zone de synthèse et
de la température (1000 à 2000 °C).
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Parmi les matériaux synthétisés par cette méthode citons :
• Oxydes de Si, Ti, Zr, Al, La, Y
• Non-oxydes à base Si : C, B,…
• Non-oxydes autres : CN, BN, B4C, TiB2, ZrB2, TiC, ZrC,…
III. CLASSES DE CÉRAMIQUES :
Les céramiques contiennent à la fois des éléments métalliques (Al, Mg, Zr…), des
éléments non métalliques (O, N, C, B…), et qui donnent ainsi des oxydes, des carbures, des
nitrures, des borures… pour lesquels les liaisons interatomiques sont soit covalentes, soit
ioniques, soit dans un état intermédiaire.
Plus le caractère covalent de la liaison augmente, plus la température de fusion ou de
décomposition, la résistance à la corrosion, le module d’élasticité et la dureté augmentent et le
coefficient de dilatation diminue.
Les céramiques sont en général durs et fragiles à la rupture tout en se caractérisant
parfois par des résistances mécaniques très élevées. C’est pour cela qu’ils ont été utilisés en
tant que matériaux de constructions depuis l'antiquité.
Exemples :
• Pyramides de Gizeh = 1 000 000 de tonnes de céramique massive.
• Parthénon
• Muraille de Chine
1. Microstructure des céramiques :
On peut séparer les céramiques en deux grandes classes, suivant qu'elles sont cristallines
ou amorphes.
1.1. Céramiques ioniques et covalentes :
On différencie les céramiques à caractère majoritairement covalent et celles à caractère
majoritairement ionique dans leurs liaisons atomiques.
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1.1.1. Les céramiques ioniques simples :
La plupart des céramiques ioniques de formules AB ont une structure proche de celle du
chlorure de sodium (NaCl) qui est utilisé comme sel de table. Elles sont composées d'un métal
et d'un non-métal.
Le chlorure de sodium :
Chaque atome de sodium perd un électron au profit d'un atome de chlore, la cohésion
est assurée par l'attraction électrostatique entre Na+ et Cl-.
Au maximum d'interaction électrostatique, chaque Na+ possède 6 voisins Cl- et
réciproquement. Les positions des atomes Na+ et Cl- sont équivalentes dans ce réseau.
Dans la représentation présentée, les atomes de chlore se trouvent sur un CFC (8*(1/8)
+6*(1/2)=4) et les atomes de sodium sont placés sur chacune des arrêtes et au centre (12*(1/4)
+ 1=4).
Figure2 : Structure chimique de chlorure de sodium
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La Magnésie :
Figure 3 : Structure chimique de la magnésie
La structure de la magnésie peur être décrite comme un empilement de deux réseaux
CFC oxygène et magnésium ou comme un réseau CFC d'oxygène avec un atome de
magnésium dans chaque interstices octaédriques.
Figure4: Sites octaédriques et tétraédriques d'un réseau cubique
Dans ces conditions, l'attraction entre les ions de signes opposés compense la répulsion
entre les ions O2-, le solide est très résistant thermiquement (Tf ~ 2000°C).
La zircone cubique (ZrO2) :
La zircone est une céramique de plus en plus répandue industriellement. Sa structure
cristallographique est constituée d'un empilement CFC de Zirconium, avec des ions O2- dans
les sites tétraédriques.
Comme il existe 2 sites tétraédriques par atome de réseau, la formule de la zircone est ZrO2.
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L'alumine :
L'alumine est une céramique structurale utilisée dans les outils de coupe et les meules.
Sa structure cristallographique est constituée d'un empilement HC d'ions oxygène avec des
ions Al3+ situés dans les sites octaédriques.
La structure HC présente un site octaédrique et deux sites tétraédriques (comme les
CFC). Les ions Al3+ sont entourés par 6 ions O2-, mais pour que le cristal soit électroneutre, le
nombre d'ions Al correspond au remplissage des 2/3 des sites. Deux sites sont donc vacants.
1.1.2. Les céramiques covalentes simples :
Elles sont composées de deux non-métaux ou d'éléments purs. La cohésion du solide est
assurée par la présence de liaisons covalentes, c'est-à-dire le partage des atomes avec ses
voisins. L'énergie est minimum, non par le développement d'un empilement dense comme
pour les céramiques ioniques, mais par la formation de chaînes, feuillets ou réseaux. Les
céramiques à liaisons covalentes sont plus fréquemment amorphes.
(SiO2)x(Na2O)y, nH2O + y H2SO4 –––> x SiO2 + y Na2SO4 + (y+n) H2O
Le diamant :
Le diamant est la céramique covalente type, utilisée pour sa résistance à l'usure
mécanique. Chaque atome est lié à 4 voisins. Il se trouve au centre d'un tétraèdre et ses 4
liaisons sont dirigées vers les 4 sommets du tétraèdre.
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La densité du diamant est relativement faible (3,52) car les atomes de carbones sont peu
massifs. Cette densité, très supérieure à celle du graphite (2.25), traduit cependant un état bien
ordonné.
Figure5 : Structure diamant
Le carbure de silicium :
Le carbure de silicium (SiC) a une structure proche du diamant, on remplace un atome
de carbone sur 2 par du silicium. Après le diamant, les carbures de silicium sont une des
substances les plus dures.
1.2. Les alliages de céramiques :
Les céramiques, tout comme les métaux, peuvent former des alliages. Cependant, les
raisons du développement d'alliage céramique sont différentes de celles qui ont motivées le
développement d'alliages métalliques.
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Métaux Céramiques• Limite d'élasticité.
• Tenue en fatigue.
• Résistance à la corrosion.
• Densification au frittage.
• Augmentation de ténacité.
Tableau 6 : motivations de développement d'alliages métallique et céramique
Les céramiques cristallines forment des microstructures poly cristallines, similaires à
celles des alliages métalliques.
La structure des joints de grains est plus complexe dans les céramiques que dans les
métaux, car les interactions électrostatiques apportent des contraintes d'équilibre
supplémentaires (les ions de même signe ne doivent pas se toucher).
En conséquence une fraction de porosité de l'ordre de 20vol% est fréquemment
rencontrée dans les céramiques. Ces pores vont affaiblir le matériau en entraînant des
concentrations de contraintes à leurs voisinages.
La présence de micro fissure, plus difficilement décelable est aussi très néfaste au
matériau. Ces micros fissures résultent du procédé de fabrication ou de la différence de
coefficient de dilatation.
IV. Propriétés physiques des céramiques :
1. Propriétés mécaniques :
Les céramiques présentent, comme les métaux, un module d'Young bien défini, c'est-à-
dire que le module reste constant pendant l'application d'une charge (contrairement au
polymère dont l'élasticité n'est pas linéaire).
De plus les liaisons ioniques et les liaisons covalentes sont très cohésives :
Ecéramiques > Emétaux > Epolymères -1-
En outre, les céramiques sont constituées d'atomes légers (C, O, Si, Al) et présente une
structure cristalline souvent non compacte :
•métaux > •céramiques > •polymères -2-
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Le module spécifique des céramiques est donc très favorable :
(E/•)céramiques >> (E/•)métaux -3-
Cette propriété fait que les céramiques constituent un matériau de choix comme charge
renforçante dans les composites.
Matériau E [Gpa]
ρ [SD] E/ρ [Gpa]
Aciers 210 1.8 27
Alliages Aluminium 70 2.7 26
Alumine 390 3.9 100
Silice 69 2.6 27
Ciment 45 2.4 19Figure7 : Modules d'Young et densités de céramiques et métaux
Dureté :
Les céramiques présentent la plus grande dureté de tous les matériaux. Elles sont
utilisées comme abrasifs pour couper, meuler ou polir tous les matériaux.
Hcéramiques > Halliages métalliques > Hmétaux purs >> Hpolymères -4-
Céramique H/E Alliages métalliques
H/E Métaux purs H/E
Diamant 1.5 10-1 Laiton 9 10-3 Cu 1.2 10-3
Alumine 4 10-2 Dural(Al4%Cu) 1.5 10-2 Al 1.5 10-3
Zircone 6 10-2 Acier Inox 6 10-3 Ni 9 10-4
SiC 6 10-2 Acier à bas C 1.5 10-2 Fe 9 10-4
Dans la conception des pièces céramiques il n'est jamais nécessaire d'envisager la
défaillance par plastification de la pièce car la rupture brutale = fragile = dans la zone linéaire
d'un essai de traction; intervient toujours.
12
Résistance à la rupture des céramiques :
C'est la plasticité en tête de fissure qui confère aux métaux leur ténacité élevée. Le fait
que les céramiques contiennent toujours des fissures et des porosités diminue largement leur
ténacité :
Klc céramique ~ 1/50 Klc métaux -5-
La résistance mécanique en traction dépend de la ténacité et de la longueur des plus
grandes fissures, suivant la relation :
amKR lc
mc π=
Avec 2am = longueur de la plus grande fissure.
Cette relation traduit que la résistance
en traction décroît lorsque la longueur de la
plus grande fissure augmente, l'application
numérique montre que les tailles
caractéristiques des fissures provoquant la
rupture sont très faibles, de l'ordre de la taille
des grains d'un matériau fritté.
Numériquement on trouve pour les
céramiques des valeurs de l'ordre de :
•Klc ~0.2 - 2MPa.m½ .
•am ~ 10-60 •m.
•Rméc~10-300MPa.
Il existe alors deux manières d'améliorer la résistance mécanique des céramiques :
1-Diminuer la longueur de la plus grande fissure par un contrôle de la granulométrie des
poudres et des méthodes de mise en œuvre.
-6-
13
2-Augmenter Klc à l'aide de composites ou d'alliage, comme en incorporant de la paille
hachée dans les briques ou de la fibre de verre dans le ciment.
Figure8 : augmentation de ténacité pour un composite à matrice céramique
2. Résistance aux chocs thermiques :
Afin de quantifier la résistance aux chocs thermiques des matériaux, on laisse tomber
des échantillons chauffés à des températures croissantes dans de l'eau. L'écart maximum de
température (en K) auquel survivent les échantillons sans se rompre donne une valeur de
résistance aux chocs thermiques.
Si le coefficient de dilation thermique de l'échantillon est •, la couche superficielle
brutalement refroidie subie une contraction de •.∆T. Cette couche fait cependant partie d'un
solide plus volumineux, encore chaud, est doit donc supporter une contrainte de E.•.∆T.
Si cette contrainte est supérieure à la résistance mécanique Rmt, la surface de la pièce se
fissure et finalement s'écaille. La variation de température maximum que peut supporter
l'échantillon est donc donnée en première approximation par :
∆T = Rmt / •.E
3. Fluage des céramiques :
Le problème de fluage est observé
quand T > (Tf / 3). Or, la température de
fusion pour les céramiques est élevée.
-7-
14
4. Mise en forme et assemblage :
4.1. Mise en forme des céramiques :
La température de fusion des céramiques (de l'ordre de 2000°C) empêche toute
mise en œuvre par coulée ou moulage. La fragilité des céramiques (pas de déformation
plastique) rend impossible les méthodes de laminage ou de forgeage utilisée en
métallurgie.
En raison de leurs propriétés, Les céramiques sont généralement obtenus par
consolidation à haute température (frittage) d’une structure granulaire élaborée en
mettant en œuvre un procédé de mise en forme.
On utilise des poudres de granulométrie très faible (~1•m) qui génère une
surface spécifique très grande. Lorsque la poudre est compactée et portée à haute
température (~ 2/3 de Tf) les phénomènes de diffusion sont favorisés et les particules
se soudent entre elles, provoquant une densification de la poudre. La densification
complète est rarement atteinte, des porosités résiduelles restent piégées au niveau des
joints.
Figure9 : Frittage de particules compactées
Le frittage des poudres est une méthode qui n'est pas utilisée que pour les céramiques,
mais aussi pour les métaux et les polymères.
Dans le cas des céramiques la poudre est d'abord compactée, ce qui lui donne sa forme
initiale. On obtient un comprimé brut qui présente juste la cohésion suffisante pour être
manipulé et transféré dans le four de frittage. Le mécanisme de frittage nécessite une diffusion
des particules vers les pores pour en causer la fermeture.
15
4.2. Assemblages des céramiques :
4.2.1. Assemblage mécanique des céramiques :
L'assemblage des céramiques est beaucoup plus délicat que celui des polymères et des
métaux, en raison de leur fragilité. Un bon assemblage doit donc éviter les contraintes
parasites et les concentrations de contraintes.
Les matériaux fragiles ont aussi un comportement à la rupture très différent en traction
et en compression, contrairement à la limite d'élasticité des métaux, ce qu'il faut utiliser à
notre avantage.
Vissage :
Le vissage est un processus d'assemblage facilement réversible. Cependant, la
fabrication de pas de vis dans les céramiques est fortement déconseillée s'ils doivent supporter
des charges élevées, en raison de leur fragilité.
Figure10 : Concentrations de contrainte lors du serrage de deux matériaux durs l'un contre l'autre.
Figure11 : Absorption des concentrations de contraintes par intercalation d'un matériau mou.
Le sertissage ou le chassage :
Le sertissage ou le chassage de pièces céramiques doit se faire dans une matrice ductile,
métal ou polymère, qui doit reprendre l'ensemble de la déformation plastique. Cette méthode
d'assemblage est possible malgré la fragilité de la céramique, en raison du caractère
essentiellement compressif des contraintes auxquelles elle est soumise.
Figure12 : Affaiblissement local du support afin de limiter les contraintes lors du chassage d'une pièce en céramique.
16
4 .2.2.Autres types d’assemblage :
Ils existent d’autres types d’assemblages pour les céramiques, mais on ne va pas
expliquer la procédure pour chaque type. On trouve :
• Le collage
• Le brasage et soudage de verre
• Brasage avec brasure métallique
• Cofrittage
V. Les céramiques et les barrières thermiques :
L’idée de revêtir un superalliage d’une couche protectrice est apparue dans les années
1960s. L’objectif du processus de revêtement est de créer un matériau composite dans lequel
les alliages à haute performance sont protégés de la dégradation corrosive et oxydative.
Le besoin de protéger les alliages de base est apparu en raison des températures d’entrée
en augmentation continue, ce qui a fait augmenter les exigences vis-à-vis de la résistance à la
rupture par fluage des différents composants.
En conséquence, les propriétés mécaniques des alliages utilisés pour les différents
composants ont dû être améliorées en conséquence.
L’introduction des revêtements de barrière thermique (un type de revêtement par
recouvrement) a offert un potentiel considérable pour le développement d’un moyen efficace
de protection des composants contre les effets de températures de fonctionnement en
augmentation et contre le dommage dû à la corrosion et à l’oxydation.
Un revêtement de barrière thermique comprend au moins deux couches: une couche
céramique externe, dont la conductivité thermique très faible réduit le courant de chaleur, et
un revêtement à liant métallique faisant typiquement partie de la famille des alliages MCrAlY
(M=Ni, Co, NiCo ou CoNi).
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1. Revêtements de barrière thermique :
Du point de vue du matérialographe, la préparation correcte d’un matériau composite
représente un vrai défi, et la présence d’un revêtement de barrière thermique complique
d’autant plus le travail de préparation d’échantillons.
Les revêtements de barrière thermique sont des couches d’oxydes de céramique de ZrO2
et Y2O3 dont la fonction est de réduire la température du matériau de substrat.
La faible conductivité thermique de la céramique peut également résultée en une chute
prononcée de la température à l’intérieur du revêtement de barrière.
2. Exigences spéciales imposées aux méthodes de préparation :
Un problème peut s’avérer être la séparation des défauts de revêtements réels (porosité,
délamination, etc.) provenant d’artefacts qui sont survenus à cause d’erreurs de préparation et
qui sont souvent difficiles à distinguer des défauts réels. La question de savoir s’il est
préférable d’infiltrer ces systèmes de revêtements poreux afin de sceller les pores ou cavités
est toujours vivement discutée par les métallographes. Alors que l’infiltration peut aider à
éviter les artefacts, seuls les pores ouverts en surface au moment de l’infiltration sont
réellement scellés. Il n’y a donc aucune garantie que l’infiltration supprime complètement les
artefacts de préparation.
Figure10 : exemple d’un échantillon bien préparé Figure11 : exemple d’échantillon mal préparé avec des artefacts (délamination et porosité)
18
Comme le coefficient d’expansion thermique d’un revêtement de céramique
diffère considérablement de celui d’un substrat métallique, un revêtement liant
intermédiaire doit être appliqué au matériau de base. De façon typique, les revêtements
de MCrAlY souvent utilisés pour la protection contre la corrosion due à une
température élevée, servent de revêtements liants.
En termes de préparation d’un échantillon matérialographique, le système de
revêtement multicouche représente une structure complexe consistant d’un substrat à
base de nickel ou de cobalt, un revêtement liant de MCrAlY ainsi que d’une couche de
barrière thermique céramique.
Chaque couche de composant comporte des exigences différentes vis-à-vis du
processus de préparation d’échantillons et, bien entendu, les techniques variées
utilisées pour appliquer ces couches doivent également être prises en considération.
VI. Altération des céramiques :
Les céramiques altérées sur une période de plusieurs centaines d'années à plus
d'un millénaire, permettent de suivre le comportement des céramiques de compositions
chimiques différentes en conditions naturelles de corrosion. Cependant, la
généralisation des résultats obtenus sur ces céramiques ne pourra s'effectuer qu'à la
condition de :
• Cerner les mécanismes responsables de l'altération des céramiques.
• Quantifier leurs cinétiques.
• Changement des propriétés physiques, chimiques esthétiques, plastiques… du
bien culturel.
1. Les altérations physiques :
Les modes par lesquels s’opère l'altération physique sont :
19
• les variations de température : qui induisent la dilatation et la contraction des
céramiques. Afin de comprendre le rôle que certains facteurs (la température de
cuisson et la composition des matières premières) ont sur la dilatation à
l'humidité des matériaux de construction céramiques, et d'établir une corrélation
entre eux. Plusieurs produits à base d'argile ont été cuits à différentes
températures et leur dilatation à l'humidité a été mesurée.Dans ces
matériaux, la dilatation à l'humidité atteint son niveau maximum aux
alentours de 950°C et est renforcée par la présence d'alcalis. La présence
d'éléments alcalino-terreux a l'effet inverse. L'adjonction de chaux en
quantité réduite dans le mélange peut donc réduire la dilatation à
l'humidité.
• Les dissolutions : c'est une usure de la surface des matériaux sous l'action des
lessivages et des ruissellements d'eau.
• Les charges mécaniques : Ce type d’altération est directement lié à la structure
de la pièce des céramiques. En effet, sous l’action de sollicitations mécaniques
trop importantes pour la qualité de la céramique, les contraintes peuvent
provoquer la fissuration et même la rupture d’une pièce
• La fatigue : Détérioration interne d’un matériau soumis à des efforts répétés
supérieurs à la limite d’endurance, inférieurs à la limite d’élasticité.
2. Les altérations chimiques :
Les modifications éventuelles au cours du temps de la composition chimique des
céramiques concernent directement les méthodes qui cherchent à déterminer la
provenance des céramiques en se référant aux caractéristiques de composition des
pâtes. Deux types particuliers d'altération au cours du temps :
Le premier concerne les céramiques qui ont séjourné en milieu marin et ont fixé
une quantité importante de magnésium tout en présentant des perturbations notables
des taux d'alcalins.
20
Le second se réfère à des céramiques dont une surcuisson modérée a eu pour
effet de créer des conditions favorables au départ de certains constituants comme le
potassium. Cette élimination est généralement négligeable lorsque les céramiques ne
sont pas surcuites, ou lorsqu'elles le sont très fortement. Mais, on observe cette
altération par changement des couleurs des pièces des céramiques.
3. Les altérations biologiques :
Altération dans un environnement biologique d’un matériau résultant d’une
activité cellulaire, enzymatique, bactérienne, virale.
Les agents d’altération biologiques sont principalement les mousses, les
champignons et les lichens, les algues mais aussi certaines bactéries.
• La biodégradation : correspond à la perte des propriétés physiques.
• La biodissolution : à la perte des propriétés chimiques.
• La biorésorption : implique une biodégradation qui aboutit à la disparition du
matériau, les produits de dégradation étant éliminés par voie rénale ou
métabolisés.
4. Les problèmes de décollements de glaçures sur des céramiques
Les objets types (vases à pharmacie, carreaux...), il s’agit d'évaluer les causes
principales de dégradation. Ces décollements sont attribuables soit à des défauts
technologiques (incompatibilité des coefficients de dilatation) soit à l'utilisation
(présence de phases étrangères) ou l'environnement (variations importantes d'humidité
ou de température) de ces objets, ces raisons étant souvent intimement liées. Une des
caractéristiques communes à ces objets dégradés est la présence d'une couche
intermédiaire, un engobe, entre la céramique et la glaçure.
21
VII. Conclusion :
Dans ce rapport concernant les céramiques, nous avons
vu presque tous ce qui concerne les caractéristiques
intrinsèques ainsi que les propriétés physico-chimiques de
ce type de matériaux. Or, et pour bien cerner notre sujet
l’étude pratiques est une obligation qu’on doit tenir compte.
Les matériaux céramiques sont utilisés comme isolant
thermique dans de nombreux domaines. Les briques
réfractaires sont l’une des plus anciennes applications des
matériaux céramiques poreux. De par leur bonne résistance
aux chocs thermiques et leur faible conductivité, elles sont
utilisées dans l’industrie métallurgique et céramique. Des
applications plus récentes et de technologies avancées font
également intervenir des matériaux céramiques. Citons par
exemple les systèmes de protection thermique des navettes
spatiales américaines qui sont constitués de tuiles en fibres
de silice.
La recherche n’a pas de limite, alors que plusieurs pays
s’y investissent pour se procurer de nouvelles technologies,
le Maroc reste à l’écart. Ce rapport que nous venons de
commencer à une suite qui va nous guidés vers des résultats
qui sont soit général ou spécifique à un domaine précis.
22
VII. Bibliographie :
Andreas Neidel, Susanne Riesenbeck, Thomas
Ullrich, Jörg Völker, Chunming Yao,Siemens Power
Generation; Caractérisation matérialographique des
systèmes multicouches modernes utilisés pour les
composants à gaz de combustion dans les grandes turbines à
gaz pour la production d’électricité stationnaire ; article ;
Revue Matérialographie ; « Struers » ; 2/ 2004.
L. FLANDIN ; Verres et Céramiques ; cours.
Les Céramiques Industrielles ; Rapport ; Centre d’Animation
Régional en Matériaux Avances « C.A.R.M.A »;octobre 1999.
Marie-Laure Bouchetou ; Matériaux céramiques ; cours ;
Polytech'Orléans.
Thomas Maeder; Assemblage de matériaux céramiques ;
cours ; Institut de Production & Robotique ; 2004.
