La vaisselle, la sculpture, les carreaux décoratifs, les poupées et autres articles en céramique ou en argile sont fabriqués dans les grands et petits studios et magasins professionnels, les salles de classe des écoles publiques, des universités et des écoles de métiers, et dans les maisons comme passe-temps ou industrie artisanale. Les méthodes peuvent être divisées en céramique et poterie, bien que la terminologie puisse varier selon les pays. En céramique, les objets sont fabriqués par coulage en barbotine, versant une bouillie d'eau, d'argile et d'autres ingrédients dans un moule. Les objets en argile sont démoulés, taillés et cuits dans un four. Certains articles (articles en biscuit) sont vendus après cette étape. D'autres types sont décorés avec des émaux qui sont des mélanges de silice et d'autres substances qui forment une surface de verre. En poterie, les objets sont formés à partir d'argile plastique, généralement par formage à la main ou au tour, après quoi ils sont séchés et cuits dans un four. Les objets peuvent alors être émaillés. Les céramiques coulées en barbotine sont généralement émaillées avec des peintures de porcelaine, qui sont produites commercialement sous forme sèche ou liquide préemballée (figure 1). Les potiers peuvent émailler leur vaisselle avec ces émaux commerciaux ou avec des émaux qu'ils composent eux-mêmes. Tous les types d'articles sont produits, de la terre cuite et de la faïence, qui sont cuites à basse température, au grès et à la porcelaine, qui sont cuites à haute température.
Figure 1. Décorer un pot avec des peintures de Chine.
Matériaux d'argile et de glaçure
Toutes les argiles et glaçures sont des mélanges de silice, d'aluminium et de minéraux métalliques. Ces ingrédients contiennent généralement des quantités importantes de particules de taille respirable telles que celles de la farine de silice et des billes d'argile. Les corps d'argile et les émaux sont composés essentiellement des mêmes types de minéraux (voir tableau 1, mais les émaux sont formulés pour fondre à des températures plus basses (ont plus de fondant) que les corps sur lesquels ils sont appliqués. Le plomb est un fondant commun. Minéraux de plomb bruts tels que la galène et les oxydes de plomb dérivés de la combustion des plaques de batterie de voiture et d'autres déchets sont utilisés comme fondants et ont empoisonné les potiers et leurs familles dans certains pays en développement.Les émaux vendus dans le commerce à des fins industrielles et de loisir sont plus susceptibles de contenir du plomb et d'autres produits chimiques qui ont été mélangés et précuits en frittes en poudre. Les émaux sont formulés pour mûrir dans une cuisson d'oxydation ou de réduction (voir ci-dessous) et peuvent contenir des composés métalliques comme colorants. Le plomb, le cadmium, le baryum et d'autres métaux peuvent s'infiltrer dans les aliments lorsque les articles en céramique émaillée sont utilisés.
Tableau 1. Ingrédients des pâtes et glaçures céramiques.
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Constituants de base |
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Argiles (silicates d'hydroaluminium) |
Alumine |
Silica |
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Kaolins et autres argiles blanches Argiles rouges riches en fer Argiles réfractaires Pâtes à billes bentonite |
Oxyde d'aluminium, corindon, la source habituelle dans les émaux provient des argiles et des feldspaths |
Quartz de silex, sable, terre de diatomées; cristobalite à partir de silice calcinée ou de minéraux de silice cuite |
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Autres ingrédients et certaines sources minérales |
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Flux |
Opacifiants |
Colorants |
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Sodium, potassium, plomb, magnésium, lithium, baryum, bore, calcium, strontium, bismuth |
Étain, zinc, antimoine, zirconium, titane, fluor, cérium, arsenic |
Cobalt, cuivre, chrome, fer, manganèse, cadmium, vanadium, nickel, uranium |
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Les sources comprennent les oxydes et les carbonates des métaux ci-dessus, les feldspaths, le talc, la syénite néphélinique, le borax, la colémanite, le merlan, les frittes de plomb, les silicates de plomb |
Les sources comprennent les oxydes et les carbonates des métaux ci-dessus, le spath fluor de cryolite, le rutile, le silicate de zirconium |
Les sources comprennent les oxydes, les carbonates et les sulfates des métaux ci-dessus, les chromates, les spinelles et d'autres complexes métalliques |
D'autres traitements de surface spéciaux comprennent des émaux à lustre métallique contenant des huiles collantes et des solvants tels que le chloroforme, des effets irisés obtenus en fumant des sels métalliques (généralement des chlorures d'étain, de fer, de titane ou de vanadium) sur les surfaces pendant la cuisson, et de nouvelles peintures contenant des résines plastiques et des solvants, qui ressemblent à des glaçures céramiques cuites lorsqu'elles sont sèches. Les corps en argile à texture spéciale peuvent comprendre des charges telles que la vermiculite, la perlite et le grog (brique réfractaire moulue).
L'exposition à l'argile et aux ingrédients de la glaçure se produit lors du mélange, du ponçage et de l'application de glaçures par pulvérisation, et lors du meulage ou de l'écaillage des imperfections de la glaçure cuite du fond de la poterie ou des étagères du four (figure 2). Le nettoyage des étagères du four expose les travailleurs au silex, au kaolin et à d'autres ingrédients de lavage du four. La poussière de silice provenant d'un lavage au four ou d'une bisque est plus dangereuse car elle se présente sous la forme de cristobalite. Les dangers comprennent : la silicose et d'autres pneumoconioses dues à l'inhalation de minéraux tels que la silice, le kaolin, le talc et l'amiante amphibole fibreux dans certains talcs ; toxicité due à l'exposition à des métaux tels que le plomb, le baryum et le lithium ; la dermatite due à des métaux sensibilisants tels que le chrome, le nickel et le cobalt ; les troubles traumatiques cumulatifs tels que le syndrome du canal carpien («pouce du potier») dus au lancer de roue; blessures au dos en creusant de l'argile, en soulevant des sacs de 100 livres de minéraux en vrac ou en calant (travailler l'argile à la main pour éliminer les bulles d'air); glisse et tombe sur des sols mouillés; les chocs causés par les tours de poterie électriques et autres équipements utilisés dans les zones humides ; allergies aux moisissures dans l'argile; infections fongiques et bactériennes du lit des ongles et de la peau ; et accidents avec des mélangeurs d'argile, des moulins à carlin, des malaxeurs, des rouleaux à dalles et autres.
Figure 2. Exposition aux poussières d'argile et de glaçure lors du ponçage manuel d'un pot.
Henri Dunsmore
Précautions : proscrire la combustion au plomb à ciel ouvert ; utiliser des substituts au plomb brut, aux frittes de plomb, aux matériaux contenant du cadmium et de l'amiante ; isoler le travail des zones familiales et des enfants ; pratiquer l'entretien ménager et l'hygiène; contrôler la poussière; utiliser une ventilation par aspiration locale pour la pulvérisation de glacis et les processus poussiéreux (figure 3) ; utiliser une protection respiratoire; travailler avec des périodes de repos adéquates; soulever en toute sécurité; machines de garde; et utilisez des interrupteurs de fuite à la terre sur les roues et tous les autres équipements électriques.
Figure 3. Ventilation par aspiration locale pour le mélange d'argile.
Michel McCann
Cuisson au four
Les fours varient de la taille d'un wagon à quelques pouces cubes pour le tir de tuiles d'essai et de miniatures. Ils sont chauffés à l'électricité ou à des combustibles tels que le gaz, le mazout ou le bois. Les fours électriques produisent des articles cuits dans des atmosphères principalement oxydantes. La cuisson de réduction est obtenue en ajustant les rapports combustible/air dans les fours à combustible pour créer des atmosphères chimiquement réductrices. Les méthodes de cuisson comprennent la cuisson au sel, le raku (mettre des pots chauffés au rouge dans de la matière organique telle que du foin humide pour produire un corps d'argile réduite en fumée), les fours grimpants (fours à bois ou à charbon à plusieurs chambres construits à flanc de colline), la cuisson à la sciure de bois (fours emballés serré avec des pots et de la sciure de bois) et la cuisson à ciel ouvert avec de nombreux combustibles, y compris l'herbe, le bois et le fumier.
Les fours à combustible primitifs sont mal isolés car ils sont généralement constitués d'argile cuite, de briques ou de boue. De tels fours peuvent brûler de grandes quantités de bois et peuvent contribuer aux pénuries de combustible dans les pays en développement. Les fours commerciaux sont isolés avec de la brique réfractaire, du réfractaire coulable ou de la fibre céramique. L'isolation à l'amiante se trouve encore dans les anciens fours. La fibre céramique réfractaire est très largement utilisée dans les fours industriels et de loisirs. Il existe même de petits fours à fibres qui sont chauffés en les mettant dans des fours à micro-ondes de cuisine à domicile.
Les émissions des fours comprennent les produits de combustion des combustibles et des matières organiques qui contaminent les minéraux d'argile et de glaçure, les oxydes de soufre, le fluor et le chlore des minéraux tels que la cryolite et la sodalite, et les fumées métalliques. La cuisson au sel émet de l'acide chlorhydrique. Les émissions sont particulièrement dangereuses lorsque des combustibles tels que le bois peint ou traité et les huiles usées sont brûlés. Les dangers comprennent : irritation ou sensibilisation des voies respiratoires par les aldéhydes, les oxydes de soufre, les halogènes et autres émissions ; asphyxie au monoxyde de carbone; cancer par inhalation d'amiante ou de fibre céramique; lésions oculaires causées par le rayonnement infrarouge des fours incandescents ; et les lésions thermiques et les brûlures.
Précautions : utilisez des combustibles propres ; concevoir des fours économes en combustible et bien isolés ; remplacer la brique réfractaire par de l'amiante ou de la fibre céramique; encapsuler ou enlever l'isolant en fibre existant ; ventiler localement les fours intérieurs ; placer les fours dans des zones exemptes de matériaux combustibles ; équiper les fours électriques de deux arrêts automatiques ; porter des lunettes et des gants bloquant les infrarouges lors de la manipulation d'objets chauds.