Peinture (matière)

Pot de peinture verte renversé, avec un film de peinture séchée

La peinture désigne à la fois une composition généralement liquide employée comme revêtement pour protéger ou décorer la surface d'un objet en le couvrant d'une pellicule opaque ou colorée — les vernis ont une fonction similaire, mais sont transparents —, et la couche mince résultant de cette application (PRV₃).

Une peinture se compose essentiellement d'un liant, liquide avant l'application, solide après, et d'un ou plusieurs pigments pulvérulents qui lui confèrent sa couleur et son opacité. Le solvant ou le diluant qui règle la fluidité du mélange s'évapore au séchage. Des adjuvants permettent de faciliter la mise en œuvre, d'améliorer la conservation, d'ajuster l'aspect brillant ou mat de la peinture sèche.

La distinction entre peintures et encres est principalement d'usage, certaines encres ayant la même composition que des peintures (PRV₂).

Utilisation

Fonctions

La peinture a le plus souvent une fonction de protection des matériaux. Elle protège les métaux contre la corrosion, les bois contre les atteintes biologiques (pourriture). Elle forme une couche mince, qu'on peut retirer par décapage et remplacer, en perturbant peu le matériau qu'elle recouvre.

En plus de son rôle protecteur, la peinture a un rôle décoratif. Son aspect et ses couleurs sont un élément de l'architecture extérieure — en alternative aux enduits et aux matériaux bruts — ou intérieure, et du design.

Application

La peinture se présente en général sous forme liquide. Elle s'applique avec un pinceau, un rouleau ou par projection d'aérosol. La peinture passe ensuite par un temps de séchage pendant laquelle les contacts, les poussières, les liquides peuvent encore la détériorer, et on peut effectuer des raccords ; pendant cet intervalle le solvant s'évapore et le liant passe par une réticulation qui en fait en revêtement solide. Le peinturage peut comporter plusieurs applications séparées par un séchage donnant des couches ou feuils, de fonctions techniques différentes, apprêt, sous-couche, finition, ou destinées à obtenir un effet de profondeur impossible par d'autres moyens.

En milieu industriel, on appelle parfois peinture le revêtement par poudre ; le résultat est identique à celui obtenu avec une peinture.

Dans le second œuvre du bâtiment, la peinture en filière sèche, préfabriquée industriellement, se présente sous forme d’un système de peinture constitué d’un feuil sec complexé à un substrat souple. Il s’applique aux supports (absorbants ou non) grâce à une résine d’assemblage.

Beaux-arts

Les artistes-peintres, les amateurs et étudiants peuvent utiliser les peintures ordinaires servant à la décoration intérieure ou extérieure ou bien à la réparation automobile ; mais ils préfèrent la plupart du temps des peintures fines, plus chères, mais spécialement adaptées à leur usage qui implique le plus souvent, l'application de teintes et de textures distinctes sur des petites aires de la surface du support. Ces peintures fines se vendent dans un circuit commercial particulier, marchands de couleur et rayons spécialisés des magasins généralistes.

Jusqu'au XIX^e siècle, les artistes broyaient eux-mêmes leurs couleurs avec leurs liants, selon des recettes qui permettent parfois de distinguer les styles régionaux.

Les artistes ont, depuis la Renaissance, choisi leurs matériaux en vue de leur conservation, idéalement pendant des siècles. Ils ont à cet effet utilisé des peintures que l'on désigne selon leur liant et leur usage.

Depuis l'Antiquité on lie les pigments avec des colles, d'ordinaire animale (colle de peau, colle de poisson), quelquefois végétale, dans des techiques appellées détrempe ou peinture à la colle^{[réf. souhaitée]}. La tempera, aussi très ancienne, utilise l'œuf, dont le jaune est une émulsion naturelle, qui durcit progressivement en perdant son eau. De la peinture à l'encaustique, utilisant la cire comme liant, a survécu depuis le II^e siècle dans les portraits du Fayoum.

Dès la Renaissance, la peinture à l'huile emploie comme liant principal une huile siccative comme l'huile de lin, restant maniable pendant plusieurs jours, qui permet une extrême douceur de la peinture et l'utilisation de transparences. Cette peinture, qui a dominé l'art pendant plusieurs siècles, a intégré des liants résineux utilisés auparavant, quelquefois désignés comme médium à peindre pour les distinguer de l'huile à laquelle l'artiste peut les mélanger, ce qui a donné lieu à un ensemble de techniques complexes. Ces techniques emploient comme solvants des produits pétroliers comme le white spirit ou de l'essence de térébenthine.

Le liant de l’aquarelle et de la gouache, techniques plus fragiles qu'on pratique essentiellement sur papier, est une gomme soluble à l'eau, gomme arabique le plus souvent.

Au XX^e siècle, l'industrie chimique a développé — en plus de nombreux pigments — les liants vinylique, acrylique, alkyde et glycérophtalique, utilisés d'abord en décoration, puis dans les beaux-arts, avec des formulations adaptées, notamment une onctuosité qui rappelle celle de la peinture à l'huile. On parle couramment de peinture acrylique pour ces peintures distribuées en émulsion dans l'eau, que l'artiste peut diluer pour obtenir la consistance souhaitée. La polymérisation se fait par coalescence des particules de résine à l'évaporation de l'eau.

Composition

La formulation d'une peinture s'effectue en tenant compte de sa destination. Les artistes, techniciens ou artisans qui la mélangent pour un usage immédiat peut utiliser des recettes pratiques ; la production industrielle établit la composition à partir d'un cahier des charges fonctionnel.

La peinture est un milieu dispersé colloïdal, plus précisément un sol, dispersion de particules solides de 1 à 10 µm dans un liquide.

Liant

Le liant donne son nom à la peinture : peinture glycérophtalique, peinture à l'huile, etc.. Le liant assure la fonction de protection du matériau peint. Il participe à l'aspect de la surface peinte par son état de surface et par son indice de réfraction, qui gouverne l'interaction de la lumière avec les pigments qu'il contient. Plus l'indice de réfraction du liant est élevé et sa surface, lisse, et plus la peinture est brillante.

Le liant est liquide et durcit après la mise en œuvre. Ce durcissement se produit quand le processus de réticulation a constitué des interactions entre molécules. On appelle ce durcissement « séchage » par analogie, puisqu'il est le résultat de l'exposition à l'air. Il peut se produire d'au moins deux façons différentes.

Le liant peut être dissous dans un solvant, qui s'évapore, laissant les liaisons chimiques transformer le liquide en polymère. la pellicule de peinture reste soluble dans son solvant.

Très souvent, le processus est chimiquement très différent d'un séchage : le liant se transforme en polymère par oxydation. La peinture « sèche » forme alors une couche plastique insoluble dans le solvant initial.

Les peintures en poudre n'ont pas de solvant, et quelquefois pas de pigment. Elles sont constituées d'une matière plastique fusible, qu'une teinture peut colorer dans la masse. Projetées en dispersion dans l'air sur la surface à peindre, chargée électriquement de façon à attirer les particules, elles sont ensuite fondues par la chaleur d'un four ou d'un rayonnement infrarouge.

Solvants et diluants

Diluant et solvants rendent le liant assez fluide pour faciliter l'application de la peinture.

On appelle souvent « sans solvant » les peintures acryliques ou vinyliques, dont le diluant est l'eau.

Le terme diluant a un sens plus général. Un solvant dissout le liant, c'est-à-dire que les molécules se trouvent indistinctement mélangées, comme le sucre dans l'eau ; un diluant s'ajoute à une émulsion, qui est une dispersion de particules beaucoup plus grosses, comme la crème dans le lait. Un liant dissous dans un solvant peut-être ensuite dilué.

Exemple de liant dissous puis dilué :

L'acétone dissout le nitrocellulose. L'alcool dilue ce liquide.

Les solvants sont des liquides volatiles. De se fait, ils s'évaporent rapidement, ce qui les fait choisir, par exemple, pour peintures en aérosol. Leur odeur et les dangers qui leur sont associés leur fait préférer les peintures en émulsion pour le bâtiment. Le danger principal des solvants vient de leur inflammabilité, qui peut être explosive. Beaucoup de solvants sont nocifs, irritants ou toxiques.

L'incorporation de solvants et diluants permet de régler la viscosité et plus généralement les propriétés rhéologiques de la peinture liquide.

Pigments et charges

Les pigments et les charges sont des poudres insolubles dispersées dans le liant. Ils déterminent l'aspect de la surface peinte.

Les pigments ont pour rôle de rendre opaque, de colorer, et dans le cas d'une peinture métallisée, de réfléchir la lumière.

Les charges sont généralement des produits beaucoup moins coûteux. Elles servent à ajuster les caractéristiques rhéologiques de la peinture pour faciliter son application régulière. Elles peuvent améliorer les qualités mécaniques comme la dureté, la facilité de ponçage, la résistance à l’abrasion, ainsi que l’imperméabilité. Par convention, on appelle charges des poudres blanches d'origine naturelle, d'indice de réfraction inférieur à celui du sulfate de baryum, 1,64. De ce fait, des matières autrefois considérées, faute de mieux, comme des pigments, sont aujourd'hui classées comme charges.

La couleur et l'opacité de la pellicule de peinture dépend des indices de réfraction respectifs du liant et des pigments. Plus la différence est importante, et plus la peinture pourra être opaque. La craie, dont l'indice de réfraction est d'environ 1,52, ne peut servir d'opacifiant dans l'huile de lin, dont l'incice est d'environ 1,5. C'est ce qui explique que le dioxyde de titane, dont l'indice est le plus élevé de tous les pigments blancs, 2,7, soit le pigment le plus utilisé. À indice de réfraction égal, plus les poudres sont fines, moins elles sont opaques.

La concentration pigmentaire volumique (CPV) exprime la proportion du volume des produits pulvérulents, principalement pigments et charges, dans le volume de la pellicule de peinture. Les vernis ont une concentration nulle, les laques, de 15 à 20%, la concentration croît pour les peintures satinées jusqu'à 60% pour les peintures mates. La concentration pigmentaire critique est celle où il y a juste assez de liant pour remplir les vides entre les particules de pigments et de charge. Elle permet d'apprécier les propriétés de la peinture. Si la CPV est moindre, le liant enrobe largement les particules, la surface peut être lisse, les pigments sont protégés du milieu ambiant. Si elle est supérieure à la valeur critique, les pigments sont plus exposés, et la peinture tend à être poreuse. La concentration pigmentaire critique équivaut à ce qu'on appelle en peinture à l'huile « prise d'huile ». Elle peut s'apprécier en mesurant l'opacité de peintures composées avec une proportion variable de liant..

La peinture en poudre doit se décrire par d'autres moyens. C'est un plastique, qui peut être teint par des molécules dispersées en phase liquide et incorporer des pigments (insolubles).

Additifs

Les additifs sont des composants ajoutés en petite quantité pour améliorer les peintures, soit au moment de l'application, soit en tant que pellicule protectrice et décorative.

• siccatif, accélérant la solidification du liant par oxydation sous l'effet de l'exposition à l'air, ou plus rarement retardateur pour permettre une application plus lente ;
• conservateurs pour allonger le délai entre fabrication et mise en œuvre ;
• émulsifiants, qui évitent le dépôt ou sédimentation des poudres en émulsion au fond du liquide, ainsi que la floculation ;
• plastifiants, qui améliorent l'élasticité de la couche de peinture ;
• produits mouillants destinées à favoriser le mouillage de la peinture liquide et sa répartition sur le support ;
• des adjuvants peuvent renforcer certaines propriétés des peintures une fois appliquées, comme l'élasticité, la résistance au feu (retardateur de flamme), aux champignons, aux insectes…

Application

Selon la nature de l'ouvrage, on applique la peinture sur le support de peinture, dit aussi quelquefois subjectile, au pinceau, à la brosse, au rouleau, au pistolet à peinture.

La plupart des peintures sont formulées en vue de l'usage sur un support particulier et avec un instrument particulier.

Sécurité

Mise en œuvre

Les peintres doivent se protéger contre les parties nocives de la peinture, principalement les solvants. Lors de la préparation, les poudres de pigments et de charges créent des risques professionnels.

Les peintures ne contenant pas de solvant hydrocarbure (exemple : white spirit) peuvent contenir des additifs comme les éthers de glycols pouvant eux aussi nuire à l'environnement et à l'homme. Il est donc nécessaire de se protéger au maximum en manipulant ces produits avec des masques, des gants, voire des lunettes, et de ne pas les jeter ni dans les systèmes d'évacuations (éviers, sanitaires…), ni dans la nature.

Contaminants

Les deux contaminants les plus fréquents sont

• les solvants toxiques, cancérigènes ou mutagènes.
• les métaux lourds ou métalloïdes toxiques. Dans ce cas ils peuvent avoir volontairement introduit comme pigment (ex : plomb de la céruse de plomb) ou comme siccatif (ex : plomb introduit dans certaines peintures et vernis pour en accélérer le séchage). Il peut aussi s'agir de métaux involontairement introduits avec d'autres pigments impurs. Ainsi des cas graves de saturnisme infantile persistent dans le monde, en raison de peintures anciennes, mais aussi en raison de peintures récentes ; ce pourquoi en 2018, une Initiative internationale volontaire a été conjointement lancée par le Programme des Nations Unies pour l'environnement et par l'Organisation mondiale de la santé), en s'appuyant sur une Alliance mondiale pour l’élimination des peintures au plomb créée en 2009 par une résolution unanime votée lors d'une réunion de l' Approche stratégique de la gestion internationale des produits chimiques (SAICM) ; Cette initiative est une « loi-type » d'interdiction progressive puis totale des peintures contenant plus de 90 ppm de plomb, proposé à tous les Etats-membres n'ayant pas encore légiféré ou pas efficacement légiféré à ce sujet .
  Cette loi est présentée comme pouvant être aisément adaptée aux droits nationaux des pays pauvres où ces peintures sont encore courantes.

Selon les auteurs de ce projet de loi-type, la contamination involontaire des peintures par le plomb est si fréquente qu'il ne semble pas possible de viser le "zéro plomb", ils proposent 90 ppm comme seuil légal à ne pas dépasser.

Certaines peintures sont volontairement très enrichies en métaux toxiques (minium de plomb par exemple pour des peintures antirouille), hautement écotoxiques (métal alors destinés à être lentement relargués par la peinture par exemple pour protéger une coque de navire de la corrosion et/ou du recouvrement par un biofilm puis un fouling qui freinerait le bateau (peintures antifoulings). Dans d'autres cas la peinture a une vertu de pesticides (insecticides, fongicide, bactéricide...) pour protéger le bois qu'elle recouvre.

Voir aussi

Bibliographie

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

• André Béguin, Dictionnaire technique de la peinture, 2009 (1^re éd. 1990)
• Pierre-Camille Lacaze et André Revillon, Manuel de peintures et vernis, des concepts à l'application, vol. 1: Constituants des peintures et vernis, Hermann, 2005 (ISBN 285587100X)
• Pierre-Camille Lacaze et André Revillon, Manuel de peintures et vernis, des concepts à l'application, vol. 2, Applications, Hermann, 2005 (ISBN 285587100X)
• J. F. Montagne, R. Szkudlarek et G. Toulemonde, Peintures et Revêtements : du CAP au bac professionnel filière finition, Paris, Casteilla, coll. « Mémotech  », 2007, 400 p. (ISBN 978-2-7135-2927-6)
• François Perego, Dictionnaire des matériaux du peintre, Belin, Paris, 2005, 896 pages. (ISBN 2-7011-2135-3)
• Jean Petit, Jacques Roire et Henri Valot, Encyclopédie de la peinture : formuler, fabriquer, appliquer, t. 1, Puteaux, EREC, 1999
• Jean Petit, Jacques Roire et Henri Valot, Encyclopédie de la peinture : formuler, fabriquer, appliquer, t. 2, Puteaux, EREC, 2001
• Jean Petit, Jacques Roire et Henri Valot, Encyclopédie de la peinture : formuler, fabriquer, appliquer, t. 3, Puteaux, EREC, 2005, p. 140-142 « Peinture (définitions)

• Pierre-Camille Lacaze et André Revillon, Manuel de peintures et vernis, des concepts à l'application : Volume 2, Applications, Hermann, 2007 (ISBN 285587100X)

Articles connexes

• Peinture (bâtiment)
• Peinture à l'eau

Notes et références

• Cet article est partiellement ou en totalité issu de l'article intitulé « Peinture (revêtement) » (voir la liste des auteurs).