La longue histoire de la peinture :
du noir à la couleur

La peinture est presque aussi vieille que l’homme. Pour preuve, les dessins et peintures rupestres que les premiers plantigrades évolués ont laissés dans des grottes.
Ils avaient recours à des peintures composées de pigments d’origine végétale ou minérale, le solvant étant constitué d’eau ou de salive. Certains avaient déjà inventé le pistolet d’application, en prenant une quantité de produit dans leur bouche et en soufflant pour le pulvériser sur les parois à décorer. Souvent, la main « de l’artiste » servait de pochoir, afin de laisser une empreinte « en négatif ».
Mais tournons rapidement les pages du Livre de Siècles, pour situer notre attention un peu avant les années 1900, au moment de la création d’une célèbre invention, qui bouleversera ensuite notre vie, je veux parler de l’Automobile.

Henri Ford (fondateur de la marque) a dit un jour, vers les années 1890, : « Peignez les voitures de n’importe quelle couleur, pourvu qu’elle soit noire ». C’était le début de la fabrication en chaîne de l’Automobile et de son industrialisation.

A l’époque, la peinture était encore considérée avant tout comme un agent protecteur de la carrosserie, dont certains éléments étaient en bois. L’idée de décoration ne venant qu’en second critère, la peinture utilisée était composée de résines naturelles, de vernis gras, de pigments minéraux et des solvants. Ces peintures « grasses » étaient appliquées à la brosse, pour la plus grande part. Leur durée de séchage était longue, de par la nature même de ces peintures à l’huile, ce qui laissait le temps aux impuretés de toutes sortes de se déposer sur les surfaces fraîchement peintes. Des opérations de ponçage, entre les couches successives, permettaient de « gommer » ces impuretés. Heureusement qu’à l’époque les peintures mises en œuvre avaient un fort pouvoir garnissant, ce qui masquait les petites imperfections. En revanche, la qualité des résines alors utilisées n’offrait pas la possibilité de recourir à des teintes claires, d’où l’utilisation du noir ou bien encore, du noir !

Vers la grande série

Le début du XXème siècle verra l’industrialisation pour la fabrication en chaîne afin de répondre à la montée en cadence des productions.

La première guerre mondiale terminée, des stocks considérables de nitro-cellulose se retrouvèrent sans utilisation. Peu de temps auparavant, cette nitro-cellulose était destinée à la fabrication de munitions, désormais inutiles. Quoi faire de ce stock ? Les chimistes se sont penchés sur le problème afin de trouver une application possible à cette matière. Une des propriétés ainsi découvertes de la nitro-cellulose est son pouvoir filmogène, après dissolution.

Les cellulosiques

C’est ainsi que naquirent les premières peintures dites « cellulosiques », essentiellement composées de nitro-cellulose, de plastifiant et de stabilisant. L’utilisation de pigments minéraux fut ensuite remplacée par d’autres d’origine synthétique et organique, associés à un mélange de collodion et mis en solution dans des solvants de type acétate de méthyle et de butyle. C’est sous cette forme que la peinture cellulosique fut commercialisée à l’époque.

Cette nouvelle composition répondait bien aux problèmes de la mise en peinture en chaîne,  offrant des temps de séchage beaucoup plus courts, car contenant des solvants beaucoup plus volatiles que l’ancienne peinture à l’huile. Parallèlement, le matériel d’application a également évolué, avec l’apparition des pistolets à air comprimé, qui autorisent une pulvérisation homogène et rapide.

Toutefois, cette nouvelle peinture ne présente pas que des avantages. Elle « consomme » beaucoup de solvants très inflammables, et polluants - à l’époque, ce n’était pas une grosse préoccupation -, mais surtout, elle n’offre qu’un pouvoir garnissant peu important. En effet, son film après séchage est très mince, d’où la nécessité de plusieurs applications, afin d’obtenir l’épaisseur souhaitée. De plus, elle ne permet pas d’obtenir un brillant direct, d’où obligation de procéder à des opérations de polissage et de lustrage. Ces opérations sont d’ailleurs à refaire épisodiquement après l’achat de la voiture, car ces peintures cellulosiques vieillissent mal, jaunissent, et se matent. Il est bien évident qu’au cours de ces opérations de « rajeunissement », une fine couche de peinture est éliminée à chaque fois, ce qui implique, à la longue, de refaire « un voile », pour le bonheur des carrossiers et des leurs fournisseurs de peinture. L’arrivée de résines synthétiques a permis une amélioration notable de la qualité de brillance et de vieillissement, sans toutefois atteindre ce que nous obtenons actuellement.

Une dizaine d’années avant la Seconde Guerre Mondiale, arrivent les premières résines industrielles, dites « glycérophtaliques ».

Vers les peintures modernes

Les glycérophtaliques

Les premières peintures glycérophtaliques contenaient, outre des pigments, un peu d’huile de lin, d’huile de bois de Chine, huiles dites siccatives, ainsi que du white-spirit ou de la térébenthine. Elles permettaient une pulvérisation au pistolet, mais leur temps de séchage demeurai assez long, par rapport à la peinture cellulosique. Il fallait donc accélérer artificiellement le séchage, par montée en température de l’air ambiant.

Plus tard, une amélioration de la composition consistait à remplacer les huiles siccatives, par d’autres semi-siccatives ou non siccatives, qui, en réagissant avec des résines du type urée-formol, formaient le durcisseur au cours de l’opération de chauffage. Le pouvoir garnissant étant nettement amélioré et un aspect de brillant direct, sans polissage ni lustrage, était obtenu après passage au four à 130 ou 140° C, pendant une demi-heure.

Si les glycérophtaliques ont connu un large succès pendant de longues années, tant dans les domaines des sous-couches que dans celui des laques de finition, leur emploi est en constante baisse depuis plus de dix ans, au profit de produits plus performants (comme les polyuréthannes). Ils sont toutefois encore utilisés pour la mise en peinture ou l’entretien de certains matériels agricoles, de l’industrie  ou des transports.

Les polyuréthannes

On peut dire que c’est le début des peintures modernes, apparues au début des années 50, mais qui n’ont réellement été utilisées dans l’industrie automobile qu’au cours des années 70.

Ces peintures présentent de très bonnes performances de tenue à l’extérieur, de résistance chimique liées à leur comportement vis à vis des agressions mécaniques. Leur séchage et leur durcissement se réalisent à une température comprise entre 20 et 60° C, donc relativement basses, conditions nécessaires au milieu de la réparation. De plus, les résines de base sont peu colorées et permettent l’obtention de produits tels que des bases pigmentées ou des vernis plus vifs et plus clairs que dans d’autres milieux.

Les hydrodiluables

C’est la dernière génération de peinture. Nous savons que les solvants contiennent des V.O.C., désignation anglaise qui signifie Composant Organique Volatile. Nous savons également que ces V.O.C. endommagent la couche d’ozone entourant la Terre, nous protégeant des rayons néfastes du soleil. Même s’il est certain que le milieu de la réparation carrosserie ne participe que pour une infime partie dans la destruction de ce bouclier naturel, il fallait tout de même réagir afin de ne pas utiliser de produits destructeurs. Les petites rivières faisant les grands fleuves, chaque contribution ne peut être que positive.

Il fallait donc trouver un produit de substitution aux solvants. Mais à quoi sert le solvant dans la peinture ? Il permet d’ajuster la viscosité du produit et sert de « moyen de transport ». En effet, les microscopiques composants (pigments, liant, résine, etc.) en suspension dans la peinture doivent être projetés sur la surface à peindre. Le solvant les « porte » donc, entre le pistolet et la tôle. Les chercheurs et chimistes ont imaginé que l’eau pouvait également être utilisée. Simple sur le papier, mais extrêmement complexe dans la réalité. Il a fallu trouver les pigments qui résistent à la corrosion, par exemple, imaginer des liants et résines compatibles avec l’eau, et bien d’autres écueils à contourner.

Le résultat est là, la peinture à l’eau – pour la réparation automobile, car la première monte l’utilisait déjà depuis quelques années – existe bien.

Pour l’instant, l’aspect final, après séchage, est non brillant. Il n’est pas possible, dans l’état actuel des recherches, d’obtenir une peinture à brillant direct, hydrodiluable. Il est nécessaire de recourir à une application de vernis, afin d’obtenir le miroir escompté.

Autre petit problème qu’il fallait résoudre : le temps de séchage. Les solvants sont très volatiles, donc le temps d’évaporation, après application, était court. La température de chauffe nécessaire à cette évaporation est relativement basse. En revanche, l’eau n’est pas très volatile, ou alors, il faut la chauffer beaucoup pour qu’elle s’évapore. S’il est possible de chauffer à 80 ou 100° C une caisse nue, il en est différemment d’un véhicule contenant un moteur, des garnissages, des composants électroniques.

S’il est vrai que dans l’absolu, le temps de séchage en cabine est un peu plus long qu’avec une peinture « solvantée », des temps intermédiaires dans le processus de mise en peinture, sont un peu plus courts. Donc, la durée totale d’intervention est sensiblement la même. Mais gros avantage, la couche d’ozone est préservée !

Les pigments

Sans les pigments, il n’y aurait pas de couleurs. Les premiers pigments étaient d’origine minérale ou à la rigueur, végétale. Les teintes les plus courantes étaient les jaunes et les rouges, provenant des ocres naturelles ou oxydes de fer, tandis que les noirs étaient obtenus par du charbon de bois ou par de l’ivoire calciné.

Beaucoup, beaucoup plus tard, on commencera à utiliser l’oxyde de zinc, de titane, etc.

Les pigments peuvent être classés en 3 grandes familles :

v     Les pigments minéraux,

v     Les pigments organiques,

v     Les pigments métalliques.

Mais ils peuvent être aussi regroupés par couleurs : les blancs, les jaunes et orangés, les rouges, les bleus, les verts et les noirs.

Ils présentent une telle diversité qu’il est quasiment impossible de les classer par nuances. C’est l’industrie textile (avec une collaboration anglaise et américaine) qui, la première, a constitué un nuancier, le « Couleur Index ».

Les pigments sont commercialisés sous la forme de pulvérulents. Ils se présentent en trois grandes catégories de particules :

Þ    Les sphéroïdes (sphériques, voire cubiques),

Þ    Les lamellaires,

Þ    Les aciculaires.

Il est bon de rappeler qu’il existe 7 formes cristallines, ce qui explique que pour une même molécule, il peu y avoir différentes formes de cristaux. Elles correspondent à des couleurs et des propriétés différentes. Les pigments peuvent également être opacifiants ou transparents. On peut dire d’une façon générale que les pigments minéraux peuvent porter l’étiquette « opacifiants » (sauf quelques exceptions), tandis que les organiques sont à mettre dans le tiroir des « transparents » (là aussi, à quelques exceptions près).

Mais quelles sont les caractéristiques exigées pour leur emploi dans la peinture ?

Ils doivent disposer de :

ü ne bonne faculté de dispersion dans un milieu spécifique,

ü  Une grande stabilité dans la peinture en phase liquide,

ü      Une grande stabilité à la lumière,

ü      Une grande résistance aux intempéries et aux agressions chimiques,

ü      Un bon comportement en milieu humide.

Une autre forme de pigment que l’on rencontre, sans être réellement des pigments, sont les « charges ». Il s’agit de poudres d’origine minérale que l’on disperse dans la peinture, mais qui n’ont aucun pouvoir colorant. A l’origine, elles étaient sensées abaisser le coût des produits, raison qui n’est plus d’actualité. On les rencontre particulièrement dans les sous-couches, de par leur qualité de ponçabilité, d’imperméabilité et de neutralité de la pigmentation, de résistance aux agressions acides.

Les principales charges que l’on peut rencontrer aujourd’hui sont :

ü      Les sulfates de baryum,

ü   Les oxydes de silicium (silices)

ü      Les silicates de magnésium (talc)

ü      Les silicates d’aluminium (kaolin)

ü      Les carbonates de calcium.

Leur présentation et leur granulométrie sont prises en considération dans la formulation des peintures.

Fabrication en chaîne ou réparation ?

Vers les années 1930, la mise en peinture prend « une tournure différente », suivant qu’il s’agit de l’application en chaîne de fabrication ou de remise en peinture après réparation. On peut résumer cette première période de la façon suivante :

On constatera, au fur et à mesure que les années passent, que les peintures dites « première monte » diffèrent de plus en plus de celles utilisées en réparation. La première préoccupation étant de protéger la carrosserie contre la corrosion, par immersion, afin d’atteindre les endroits les moins accessibles, comme par exemple les corps creux.

Le trempé traditionnel correspond à une immersion des carrosseries dans un bain de peinture, filtrée et agitée en permanence, avec une température contrôlée. Les points négatifs à cette méthode, c’est qu’elle nécessite un volume considérable de produit, lié à des risques d’incendie compte tenu de la présence de solvants. Pour palier ce problème, vers les années 1970, apparaissent les premières peintures hydrodiluables. Bien qu’elles soient solubles dans l’eau, elles contiennent néanmoins des solvants, mais leur dilution à l’eau élimine tout risque de danger.

En revanche, le temps d’égouttage après le passage dans le bain, et par conséquent, les risques de coulures, les différences d’épaisseur et les manques de produit sur les arrêtes vives posent toujours des problèmes. La solution est arrivée avec le principe de l’électrophorèse.

Vers l’électrophorèse

Le principe de cette technique est un peu plus vieux que l’automobile, car inventé par un nommé Reuss, au début du XIXème siècle. Il fut repris au profit de l’automobile, et amélioré au début des années 1960. Nous savons que l’électricité va toujours d’un pôle à l’autre et nous venons de voir que l’immersion est le meilleur moyen d’atteindre les corps creux d’une carrosserie. Le bain de peinture sera donc chargé électriquement, créant ainsi un courant entre ce bain et les parties métalliques des caisses, reliées à l’autre pôle.

Les premiers principes étaient l’anaphorèse, la peinture étant chargée négativement et les caisses, positivement (anode). Cette solution fut ensuite améliorée, par inversion des pôles, la cataphorèse. La peinture est alors chargée positivement et les pièces métalliques reliées au pôle négatif (cathode).

Cette nouvelle technologie apporte l’avantage de ne pas dissoudre le métal de la cathode et de faire appel à des liants à caractère inhibiteur de corrosion. C’est bien le but recherché !