L’acier émaillé est un matériau aux caractéristiques exceptionnelles qui a de multiples applications dans notre quotidien.

 

Dans la maison, il est présent dans la cuisine où il va habiller plans de travail et appareils ménagers (intérieur du four...) qui seront dès lors insensibles aux dégradations de toutes sortes, aux plats brûlants comme aux aliments congelés, et qui se nettoieront d’un simple coup d’éponge.

 

La batterie de cuisine n’est pas en reste : les casseroles, théières, mugs, cafetières, marmites, faitouts… émaillés aux pigments minéraux empêchent la fermentation des bactéries, n’absorbent pas les odeurs, ne sont pas attaquées par les acides alimentaires et supportent sans broncher la flamme directe ainsi que l'induction.

 

Définition

L’union intime, à haute température, de deux matières aussi nobles et aussi différentes, que sont l’acier et l’émail, a donné naissance à un matériau aux propriétés remarquables et dont les applications sont multiples : l’acier émaillé.

Les origines de l’utilisation de l’émail se perdent dans la nuit des temps et ses qualités ont toujours été très appréciées. Les poteries et bijoux émaillés retrouvés sur les sites des anciennes civilisations égyptiennes et perses attestent, par la conservation de leur état d’origine, de la pérennité étonnante de ce matériau.

 

Aujourd’hui, l’opération d’émaillage sur acier est devenue un procédé de haute technologie nécessitant l’utilisation de produits de base très sophistiqués associé à des moyens de mise en oeuvre élaborés. L’acier émaillé est donc un matériau

Répondant aux critères de la modernité : longévité, esthétique, hygiène et respect de l’environnement.

L’opération d’émaillage consiste à déposer sur une surface d’acier de qualité adéquate et préalablement préparée une ou plusieurs couches d’émail, puis à opérer une cuisson à une température comprise entre 780°C et 850°C. Elle nécessite l’intervention de trois acteurs :

• le fournisseur d’acier ;

• le fournisseur d’émail ;

• l’émailleur qui peut, soit être intégré chez un fabricant plus important, soit intervenir en tant que sous-traitant.

Une brève histoire de l’émail :

Les plus anciennes pièces de bijouterie et d’orfèvrerie émaillées en «cloisonné» sur métaux (or, argent, cuivre, bronze) proviennent de Chypre et datent de l’époque mycénienne, très vraisemblablement vers le XIIIème siècle avant J.-C. Cette technique s’est répandue par la suite en Egypte puis en Grèce vers le VIème siècle avant J.-C.

Les Celtes ont développé la méthode de l’émail «champlevé» au IIIème siècle avant J.-C. Puis, du VIème au XIème siècle, ce fût l’âge d’or de l’émaillage durant la période byzantine. Le style byzantin imprègne ensuite toute la production occidentale au

cours du XIIème siècle, lorsque l’émail commence à se développer à Limoges.

Les premiers ustensiles en fonte émaillée datent du XVIIIème siècle et apparaissent en Allemagne. La révolution industrielle du XIXème siècle autorisant la fabrication de fonte (progrès des hauts-fourneaux), puis d’acier (développement des convertisseurs) en grande quantité a permis le développement de l’émaillage sur ces supports.

Enfin, les procédés d’émaillage actuels se sont développés au cours du XXème siècle suivant les progrès liés à l’élaboration de l’acier d’une part et l’évolution des contraintes environnementales d’autre part.

 

Les caractéristiques de l’acier émaillé

L’acier émaillé présente de multiples propriétés qui en font un matériau de choix pour de nombreuses applications.

Ses caractéristiques résultent de la combinaison favorable des propriétés des deux matériaux qui le constituent, l’acier et l’émail.

L’acier apporte sa résistance mécanique et ses qualités de mise en forme, alors que l’émail apporte l’inaltérabilité et donne tout son éclat à la surface de la pièce.

Parmi ses multiples propriétés, on peut citer :

• la résistance à la corrosion ;

• la résistance chimique ;

• la résistance mécanique des surfaces émaillées ;

• la résistance à la chaleur et au froid ;

• la résistance aux chocs thermiques ;

• la résistance au feu ;

• ses propriétés d’hygiène et de nettoyabilité ;

• la multiplicité et la stabilité des couleurs. (Les couleurs étant obtenues à l’aide de pigments minéraux, elles présentent une très grande stabilité dans le temps, en particulier, elles sont insensibles au rayonnement ultraviolet et aux lavages répétés)

 

La composition de l’émail :

L’émail est un verre obtenu par fusion à haute température entre 1000 et 1300°C. Le principal constituant en est la silice, SiO2, qui est le constituant le plus important de l’écorce terrestre.

La silice libre existe surtout à l’état cristallisé, le quartz, où sa pureté dépasse les 99%. On peut la trouver également sous forme combinée dans les feldspaths, les argiles et les micas. De façon à conférer à la pièce émaillée ses propriétés d’inaltérabilité, le verre de silice n’est pas exploitable tel quel. Sa température de fusion est trop élevée, son coefficient de dilatation trop faible par rapport à celui de l’acier et son adhérence sur l’acier nulle. Il est donc nécessaire de lui rajouter différents constituants (les réfractaires, les fondants, les agents d’adhérence, les colorants et les opacifiants) de façon à obtenir, après différentes opérations, l’émail proprement dit.

 

La cuisson de l’émail

A l’exception du procédé d’émaillage sur tôles aluminiées, la cuisson est généralement opérée à une température comprise entre 780 et 850°C, qui est largement supérieure à la température de ramollissement de l’émail (entre 500 et 600°C).

Le temps et la température de cuisson dépendent de l’épaisseur de l’acier et de la nature de l’émail. La cuisson s’opère dans une atmosphère oxydante.

 

La résistance à la corrosion

L’émail est un revêtement qui offre une excellente résistance à la corrosion à l’acier, même à haute température. Les surfaces émaillées sont non poreuses et donc imperméables à tous liquides.

 

La résistance chimique des émaux

L’analyse chimique des émaux est adaptée selon les milieux dans lesquels ils sont utilisés. Ainsi, ils offrent une très bonne résistance aux agents chimiques : acides (en dehors de l’acide fluorhydrique), bases, détergents, solutions organiques. Dans la cuisine ou la salle de bain, le contact avec les divers aliments, parfums, cosmétiques, produits de nettoyage n’altérera aucunement la surface.

Par ailleurs, l’acier émaillé est extrêmement résistant vis-à-vis des agressions atmosphériques. C’est pourquoi la pluie, la pollution atmosphérique (dioxyde de soufre, oxyde d’azote), l’atmosphère marine chargée en sel, le rayonnement ultraviolet, les brusques variations de température ne modifieront ni l’aspect, ni la teinte et la brillance de la surface émaillée.

 

La résistance mécanique de la surface

La surface de l’acier émaillé, à l’instar du verre, est très dure, ce qui lui confère une très bonne résistance aux rayures, à l’abrasion, aux chocs et à l’usure. La dureté est classée entre 5 et 7 selon l’échelle de Mohs.

Une des conséquences de la dureté de surface des aciers émaillés est qu’elle leur confère une très grande résistance à l’abrasion. C’est pourquoi, ils ont naturellement leur place dans un grand nombre de secteurs tels que le ménager ou le sanitaire.

La résistance à l’abrasion est déterminée au travers d’un test de friction.

 

La résistance à la chaleur et au froid

Du fait de leur nature vitreuse, les surfaces émaillées offrent une très bonne résistance à la température. Certaines applications, notamment dans l’électroménager (four autonettoyant à pyrolyse) et l’industrie, nécessitent des températures de fonctionnement de l’ordre de 450 à 500°C.

Au contraire, l’acier émaillé peut être soumis à des températures de -60°C sans altération de l’émail.

 

La résistance aux chocs thermiques

Les émaux peuvent subir sans dommage d’importantes variations de température de plus de 100°C. C’est pourquoi ils peuvent être utilisés pour des applications présentant ce type de variation : appareils de cuisson, ustensiles ménager, échappement.

 

La résistance au feu

En présence d’une flamme ou d’une autre source de chaleur, une surface émaillée ne sera en aucun cas dégradée. Par ailleurs, elle ne sera source d’aucun dégagement toxique en cas d’exposition prolongée à la chaleur.

 

Hygiène et nettoyabilité

La surface vitrifiée lisse et dure de l’acier émaillé ne présente pas de pores ou de crevasses. C’est pourquoi elle ne permet pas la fermentation des bactéries et l’accumulation de poussières.

L’acier émaillé peut donc être utilisé dans des endroits sensibles tels que les cuisines. Les ustensiles émaillés se nettoient très facilement.

 

De plus, il est bien connu, au travers de ses utilisations quotidiennes, que l’acier émaillé est un matériau alimentaire qui ne dégage pas d’odeurs.

 

L’acier émaillé et l’environnement

Les critères liés au développement durable imposent que, pour caractériser la valeur écologique d’un produit quelconque, il faut non seulement prendre en considération les matériaux nécessaires à sa fabrication ainsi que les rejets liés à celle-ci, mais encore tenir compte de l’impact environnemental du produit lui-même au cours de sa durée de vie et lors de sa destruction.

L’influence sur l’environnement des aciers émaillés doit donc être considérée à deux niveaux :

• lors de la fabrication de la pièce émaillée ;

• au cours du cycle de vie des pièces émaillées.

 

Les qualités de l’acier émaillé en font un matériau très moderne vis-à-vis des critères de respect de l’environnement. L’émail va donner de la valeur à l’acier de façon à augmenter considérablement sa durée de vie. Aucun autre revêtement sur l’acier (métallique, organique) ne lui permet d’atteindre ce niveau de durabilité.

En outre, l’acier émaillé est un matériau très facile à recycler. Il présente l’avantage par rapport à d’autres matériaux d’être classé comme matériau récupérable et non comme déchet.

Sa destruction ne produira ni de fumées toxiques ni d’autres substances dangereuses.

Il est 100% recyclable sans qu’un traitement préalable ne soit nécessaire.

En résumé

Les multiples propriétés de l’acier émaillé sont ainsi mises en valeur :

• résistance à la rayure et à l’abrasion beaucoup plus élevée que pour d’autres matériaux ;

• l’acier émaillé ne retient ni n’absorbe les odeurs et ainsi ne les transmet pas ;

• il résiste aux produits généralement utilisés dans la cuisine, qu’ils soient acides – vinaigre, jus de citron – ou basiques, tels que les détergents. Il offre une excellente résistance à la corrosion ;

• il résiste aux flammes et supporte les hautes températures ;

• il est alimentaire et ne favorise pas la prolifération des bactéries ;

• il est très résistant à la vapeur d’eau, ce qui le rend utilisable pour ce type de cuisson ;

• enfin, il montre des qualités esthétiques indéniables.

 

L’acier émaillé est donc utilisé pour les articles culinaires et la batterie de cuisine : les casseroles émaillées empêchent la fermentation des bactéries, n’absorbent pas les odeurs, ne sont pas attaquées par les acides alimentaires et supportent sans problème la flamme directe.

Leur surface étant très lisse et très résistante à l’abrasion et à l’action chimique des détergents habituels, leur nettoyage s’opère sans difficulté.

De plus, elles sont compatibles avec le procédé de cuisson par induction, dont le développement est promis à un grand avenir.