4 ans de mariage, cela vous dit, une fonderie à la cire perdue ?

Une étape du procédé de fonderie à la cire perdue. Photo : José-Manuel Benito Álvarez

Ce mois de juillet, leurs Altesses Sérénissimes Albert et Charlène de Monaco fêtent leurs noces de cire. Bon anniversaire de mariage !

Cette semaine, nous allons nous pencher sur une utilisation intéressante de la cire, justement  : la technique dite de la "cire perdue", utilisée depuis la haute Antiquité et toujours à la pointe de la technologie. Avant cela, laissez-moi vous faire part d'une croyance de mon enfance : en voyant la statue d'un grand personnage, je m'imaginais qu'elle enfermait son corps. Nous y reviendrons par la suite.

La cire, tout le monde sait ce que c'est, ou à peu près. Ce que nous savons tous, en tout cas, c'est qu'on peut modeler la cire et la faire fondre à une température relativement basse. Je veux dire par là qu'il n'y a pas besoin d'avoir un haut-fourneau pour rendre la cire liquide. C'est l'utilisation de ces deux propriétés qui permet de faire de la fonderie de haute précision.

Il est en effet difficile de couler du métal : les phénomènes de rétreint, le matériel même dont sont faits les moules, tout cela fait que la précision n'est pas forcément le fort de la fonderie. Dans l'industrie, les cotes les plus précises sont obtenues par usinage. On peut alors atteindre des précisions au micron. Mais l'usinage prend du temps, et cela d'autant plus que la quantité de matière à enlever est importante. D'où l'intérêt d'amener à l'usineur une pièce dont la forme se rapproche le plus possible de celle de la pièce finie.

Or, le procédé dont nous parlons aujourd'hui permet justement d'atteindre des précisions de l'ordre du milimètre, voire moins pour une petite pièce. Il faut pour cela réaliser un modèle de la pièce finie en cire, qui est malléable. Dans un procédé industriel, on injecte la cire dans une matrice en métal, elle-même usinée. Le modèle obtenu, un peu plus grand que la pièce finie (car le métal rétrecit en refroidissant), a donc la même précision qu'une pièce usinée.

Là, on va m'arrêter : si on a fait une matrice en métal, pourquoi ne pas couler le métal directement dedans ? Tout simplement parce que la chaleur de la coulée rendrait inutilisable la matrice pour une autre opération. Ensuite, parce qu'avec une même matrice, on va produire plusieurs modèles de cire.

Ces modèles sont ensuite équipés d'évents et de canaux d'alimentation, eux-aussi en cire. Leur fonction est d'amener le métal en fusion et permettre l'évacuation des gaz. Si cette opération n'était pas bien réalisée, on obtiendrait nombre de défauts : mauvais remplissage, porosités gazeuses... 

Le tout est ensuite recouvert d'une gangue de céramique refractaire, puis passé au four après séchage. La cire fond et s'évacue, d'où le nom de "cire perdue". Rassurez-vous, on peut la récupérer et la recycler !

Enfin, vient le moment de la coulée : le métal doit être versé en une seule fois, pour que le mélange soit bien homogène et qu'il n'y ait pas de différences de refroidissement entraînant des fragilités. Facile pour de petites pièces, parfois disposées en grappes, mais autrement plus compliqué pour réaliser une statue équestre ! C'est d'ailleurs en voyant celle de Louis XIV devant le chateau de Versailles que je me suis dit qu'on ne pouvait pas "enfermer" dans une statue les corps d'un homme et de son cheval...

Vous voilà donc avec une belle pièce. Evidemment, tout n'est pas fini. Dans tous les cas, il faut décocher le moule, c'est à dire le casser, puis ensuite retirer tout le système d'arrivée de métal, qui en est rempli (on cesse en effet la coulée lorsque le métal arrive en surface du moule), puis ébarber le tout, polir s'il le faut, et usiner si nécessaire. 

Dans le cas d'une fonderie d'art, on modèlera la cire à la main sur une ébauche (noyau) en matériau refractaire. Une fois la pièce sortie du moule, il n'y a évidemment pas d'usinage, mais un gros travail de finition. Si c'est du bronze, le temps aura aussi son importance, car c'est lui qui donnera sa patine à la pièce.

De quoi faire, pour ces noces de cire, un très joli cadeau !