exposer sur le plâtre la production les étapes l'utilisation

1. LE PLÂTRE
Réaliser par:
*Boudjelit Med Said

2. Plane de travail
1. Introduction
2. Type de plâtre
3. Petit histoire du plâtre
4. La fabrication du plâtre à partir du gypse
5. Exemple de fabrication de plâtre dans usine de plâtres
de moulage, a Meriel
6. Propriétés du plâtre
7. Usage du plâtre
8. Préparation du plâtre
9. Quelques techniques

3. Introduction
Poudre blanche, le plâtre est un liant hydraulique
fabriqué par déshydratation d’un produit naturel,
le gypse, CaSO4, 2 H2O. Utilisé depuis l’Antiquité,
c’est un élément essentiel dans la construction dans
les chantiers…et la reconstruction des os fracturés
chez les médecins

4. Type de plâtre
À base de gros cristaux de gypse, le plâtre Bêta est plus
basique. Il conviendra donc plutôt pour des applications
dans le bâtiment. Au contraire, le plâtre Alpha est un
produit plus technique, extrêmement résistant, qu’on
emploiera de préférence pour les travaux de décoration, la
fabrication de gaines isolantes, la statuaire ainsi que tous
les autres domaines où sa spécificité est requise. Ces 2
modes de cuisson donnent au plâtre une cristallisation
différente qui confère à chacun des produits des
caractéristiques physico-chimiques opposées. En
mélangeant ces 2 plâtres et en jouant sur les quantités, on
obtient une très grande plage de variation des propriétés
que l’on souhaite donner au produit final, cela en fonction
du domaine auquel on le destine : résistances mécaniques
(dureté), porosité, absorption, expansion, etc.

5. Petite histoire du plâtre
Le plâtre est connu depuis l’époque néolithique, environ 9000 ans avant
J.C. Dès cette époque il fut couramment utilisé. La plus ancienne
découverte remonte à 7000 ans avant J.C, sur le site de Catal Hûyûk
(en Anatolie), où l’on trouve du plâtre sur les murs sous forme
d’enduit. Les Sumériens, les Assyriens et surtout les Égyptiens ont
beaucoup utilisé le plâtre notamment pour la confection de masques
funéraires dont le premier exemple connu est celui du roi Téty (datant
de 2400 ans avant J.C., site de Saqqara).
Pour Pline, c’est Lysistrata de Sicyone, frère du sculpteur Lysippe qui
produisit le premier moulage en plâtre sur nature à partir duquel il
réalisa un tirage en cire.
Si la tradition des masques funéraires moulés se retrouve aux périodes
hellénistique et romaine, ce fut toujours en Égypte que la production
de plâtre fut la plus importante (reliefs, médaillons, attaches d’anses,
pieds de vase, plats) C’est avec la conquête romaine que le plâtre
arriva en Gaule. La technique s’implanta très facilement puisque le
bassin parisien et d’autres régions de Gaule abondaient en gypse. À
Paris, la pierre à plâtre était parfois

6. la pierre à plâtre était parfois utilisée brut comme moellons pour les
constructions ou comme dans l’antiquité pour les enduits. Le nom de
Lutèce, « la blanche », doit probablement son nom à l’utilisation du
plâtre. À l’époque mérovingienne, au VII siècle, on trouve des
sarcophages moulés en plâtre avec quelques décorations. Déjà, la
technique du moulage permettait des productions en série et à moindre
coût. Ces sépultures disparurent au milieu du VIIIe siècle. À la
Renaissance, ce n’est qu’avec le sculpteur florentin Andrea del
Verrocchio que l’on redécouvrit l’usage du plâtre pour le moulage des
statues qui constituèrent les collections royales et princières.
Parallèlement les masques redevinrent à la mode. Mais c’est surtout le
XIXe siècle qui fut le siècle du plâtre. C’est l’ère des musées de
moulages, amplement développée dans le tome du dossier.

7. La fabrication du plâtre à partir du gypse ...
Le plâtre est un mélange pulvérulent préparé, depuis les temps antiques, à
partir de la calcination du gypse, roche sédimentaire rassemblées en
masses énormes d’évaporites, appelée autrefois pierre à plâtre ou pierre
des plâtrières que l'on retrouve parfois sous forme d’albatre ou de
cristaux de sélénite. La pierre est généralement extraite de mines ou de
carrières souterraines puis cuite et ensuite cassée, broyée et moulue
pour donner la poudre blanche du plâtre. Les deux étapes cruciales
sont :la calcination du gypse, pour obtenir des matières
(micro)cristallines par chauffage et réactions de déshydratation parfois
sévères la réduction en poudres fines par broyage. L'expression battre le
plâtre signifie réduire en poudre ou pulvériser le produit de calcination
ou plâtre cuit à l'aide d'un broyeur.

8. Sa fabrication aujourd'hui industrielle nécessite plusieurs étapes minimales :
Extraction du gypse à l’aide d’explosifs, quand il s’agit de gisement à ciel
ouvert : « des carrières ». Acheminement depuis la carrière à l’aide
de camions : le gypse subit un concassage, afin de réduire la dimension de
ses grains. Le gypse est transporté à l’aide d’un tapis vers le criblage. Cette
opération consiste à ne sélectionner que les grains de diamètre inférieur
à 40 mm. Le gypse ainsi sélectionné est stocké en tas dans un local couvert
avant d’être homogénéisé car le gypse extrait n’est pur qu’à 90 %. Aussi il
sera mélangé à l’aide d’une machine composée de râteaux qui va mélanger
les couches de gypse. Toujours à l’aide de tapis, le gypse est conduit dans un
four droit rotatif où il sera placé dans un moulin où, à l’aide d’une vis sans
fin, il est broyé et écrasé. Selon les variétés locales, la poudre gypseuse était
cuite à au moins150 °C. Ce four permet de faire remonter le gypse cuit par
le haut du four, tandis que les impuretés plus lourdes, restent au fond.
d'autres types de four existent qui donnent différentes qualités.
Après refroidissement à 60 °C il devient du semi-hydrate (le gypse a perdu
une molécule d’eau et demi).
Les conditions opérations restent complexes : selon la température du four et sa
conception,

9. Exemple de fabrication de plâtre dans usine de
plâtres de moulage, a Meriel
1. L’extraction
Le plâtre provient du gypse, un minéral essentiellement
compose de sulfate de calcium hydrate. Il peut être
extrait a ciel ouvert ou en carrière souterraine. Dans le
cas de l’usine de Meriel, c’est la carrière de
Montmorency qui fournit le gypse, très répute pour sa pureté, sa blancheur et
sa régularité de teneur en humidité, qualités indispensables a la production
des plâtres de spécialité.
2. La réception du gypse et le calibrage
Le gypse est livre par camion de 25 t. On effectue une
présélection des pierres qui serviront soit a la fabrication
du plâtre Beta, soit a la fabrication du plâtre Alpha.
Les pierres hors calibrage sont concassées puis
réorientées vers le circuit Beta ou le stockage.

10. 3. La cuisson
Les modes de cuisson ne sont pas les mêmes, selon que l’on souhaite
obtenir du plâtre Beta ou du plâtre Alpha
a) La cuisson du plâtre Bêta
Apres un premier broyage, la poudre fine calibrée
est cuite, dans des fours de type “four Beau” qui
opèrent une cuisson indirect du gypse place dans
une virole en rotation au-dessus de brûleurs a fioul.
b) La cuisson du plâtre Alpha
On dépose les pierres de gypse, précédemment triées, dans des paniers que
l’on descend ensuite dans des autoclaves (sorte de “Cocotte-
minute”).La cuisson s’effectue a une pression pouvant aller jusqu’a 10
bars. Les caractéristiques du plâtre ainsi obtenu permettent un gâchage
avec peu d’eau (5 a 6 fois moins qu’avec du plâtre Beta) pour un
matériau offrant alors des résistances mécaniques beaucoup plus
élevées.

11. 5. Le mélange et l’adjuvantation
Sur le site de Meriel, on dénombre 5 mélangeurs. Aux mélanges de plâtres
Beta et Alpha (dans des proportions très variables selon l’usage que l’on
souhaite faire du produit final), on ajoute des adjuvants. Ces derniers
donneront au matériau une cinétique particulière, une expansion
spécifique, une fluidité contrôlée et autres caractéristiques précises. Tout
au long du processus, le plâtre fait l’objet de nombreux prélèvements et
contrôles. Cela permet de corriger le produit et de l’améliorer jusqu’a ce
qu’il colle parfaitement au cahier des charges du client.
6. Le contrôle et la validation des produits
En amont (a l’extraction), l’humiditè et la pureté du gypse
font l’objet de contrôles périodiques. Ensuite, des
échantillons sont prélèves tout au long du processus
de fabrication et contrôles par le laboratoire qualité
de l’usine qui se consacre totalement a ce travail. Ces contrôles permettent la
validation définitive des produits finis ainsi que le pilotage des
paramètres de conduite des procèdes de cuisson, de broyage et de
mélange. Ils sont garants de la qualité des plâtres mis en vente.

12. 4. Le broyage
Apres la cuisson, les pierres sont broyées selon 2 principes :
1 - Le broyage standard
Le plâtre est réduit grâce a un système de marteaux
en rotation a l’intèrieur d’un tamis
(garantie d’une granulométrie maximale).
2 - Le broyage/ sélectage
Comme dans le broyage standard, le plâtre est
broyé par des marteaux en rotation puis aspire a travers une “cage
d’écureuil”
en rotation. Selon son poids (donc sa taille), le grain de plâtre,
soumis a 2 forces opposées (centrifuge et aspiration), traverse
ou non la cage d’écureuil.

13. 7. Le conditionnement et la logistique
L’usine dispose de plusieurs silos repartis sur
différents postes de chargement en vrac qui
permettent une logistique en flux tendu.
Les expéditions en vrac représentent plus de
50 % de la production, le reste se faisant en
”Big Bags” et en sacs.

15. Fabrication traditionnelle : Traditionnellement (jusqu'en 1950) le plâtre était fabriqué
dans des fours situés relativement proche de la carrière. Le gypse était apporté
dans des charrettes tirées par des chevaux. La cuisson se faisait dans des fours à
culée. Les blocs de gypse les plus gros étaient assemblés en voûtes parallèles sous
lesquelles on plaçait le combustible. Ces voûtes étaient recouvertes de morceaux
de gypse de plus en plus petits afin d'homogénéiser la cuisson. La température et
le temps de la cuisson (plusieurs dizaines d'heures) étaient liés au savoir faire du
plâtrier. Ce savoir faire était issu des méthodes empiriques des générations
antérieures. Ces paramètres varient également en fonction de l'utilisation que l'on
voulait en faire: liant, enduit, amendement...
Souvent le plâtre obtenu contenait des impuretés, notamment des morceaux de
charbon, dues au contact avec le combustible lors de la cuisson. De ce fait ce
plâtre n'était pas de qualité suffisante pour réaliser des moulages ou des enduits
d'intérieur. On inventa donc un four à foyer où le combustible n'était pas en
contact du gypse.
Ensuite les blocs de plâtre étaient réduits en poudre par battage manuel. Vers la fin du
19ème siècle les meules, actionnées par des chevaux ou un moulin, remplacent ce
travail manuel. Pour finir le plâtre était tamisé.
La livraison était faite rapidement car la conservation au sec était difficile. Pour les
grandes quantités le plâtre était livré directement dans des charrettes. Pour de plus
petits volumes, il était conditionné en sac. Pour de long trajet (vers d'autres pays
d'Europe) il était conditionné en tonneaux. Il existait aussi un transport du plâtre
par bateaux.

16. La plaque de plâtre
Les plaques de plâtre: sont un matériau de construction industrialisé
couramment utilisé pour la finition des murs et des plafonds intérieurs.
Elles sont constituées de plâtre moulé entre deux couches de carton.
Cette technique a abouti à la création d'une nouvelle profession dans le
bâtiment : « les plaquistes »
Utilisation: Elles se posent par vissage sur des rails ou des montants
Fabrication: En usine, le plâtre gâché avec des adjuvants est enfermé dans
des feuilles de carton, composant ainsi des éléments de faible épaisseur,
qui conservent malgré tout des propriétés mécaniques intéressantes.
Une plaque de plâtre est constituée de 2 feuilles de carton entre lesquelles
est coulé du plâtre liquide. Une fois que le plâtre a fini de sécher
l'ensemble représente une plaque rigide de dimension standard de 120
x 250 et de 13 mm d'épaisseur. Ses bords sont amincis pour faire des
bandes de joint qui ne soient pas en sur épaisseur.
D'ou son nom: BA 13 pour Bords Amincis et 13 mm d'épaisseur (12.5
exactement).

17. Une face cartonnée est destinée a recevoir la finition (peinture, papier
peint, toile de verre etc...).
La fabrication de la plaque de plâtre est industrialisée et complètement
automatisée. Différentes dimensions et épaisseurs existent selon
l’utilisation finale que veut en faire la personne.

19. La plaque de plâtre Et les 4 éléments

23. Propriétés du plâtre
Les propriétés du matériau plâtre après consolidation imposent une
résistance en compression de l'ordre de 10 MPa. Le plâtre offre une
souplesse qui a permis aux bâtiments de traverser les siècles, et son
intérêt est tel, que les réparations modernes faites au ciment provoquent
des « points durs » dans les murs, ce qui aboutit souvent à des fissures
qui fragilisent la construction

24. Usage du plâtre
Les applications sont très variées : enduits, scellement ou chape,
mortiers, moules et matière de moulages, éléments de construction,
comme des plaques ou des structures isolantes à parois plâtre,
carreaux, carreaux de cloisons, cloisons, revêtement de maçonnerie
intérieure, murs, etc. mais aussi usages médicaux spécifiques :
moulage de maintien des os fractures, consolidation de bandage, etc.
Elles expliquent la grande diversité des plâtres accessibles sur le
marché. Autrefois, le plâtre avait un usage agricole assez important.
Le plâtre cru ou le plâtre cuit, parfois en mélange, étaient employés
comme amendement dans les prairies artificielles, parfois à hauteur
de 400 à 500 kg par hectares, bien plus rarement sur les autres
terres arables.

25. Utilisation de plâtre aussi dans le bâtiment lorsqu'il entre dans la
composition de ciment en plus de son utilisation dans la décoration des
plafonds utilisé dans tous les travaux de construction

26. Préparation du plâtre :
1 volume d’eau froide pour 2 volumes de plâtre. Toujours mettre d’abord
l’eau puis ajouter le plâtre en saupoudrant, éventuellement à travers
une passoire pour tamiser. Ajouter le plâtre à l’eau, lentement,
régulièrement, jusqu’à ce qu’une certaine épaisseur flotte au-dessus de
l’eau comme une île. (Le non respect des proportions, plus d’eau,
ralentit la prise) laisser reposer une minute
mélanger = gâcher le plâtre : à l’aide d’une spatule, d’un couteau ou à la
main (gants en plastique) en réduisant les grumeaux et en évitant
d’introduire des bulles d’air, jusqu’à consistance du yogourt. soit verser
dans un moule préparé et enduit de vaseline pour empêcher les effets
d’adhérence -> soit utiliser pas giclure -> soit utiliser par trempage de
tissus, bande de gaze découpée que l’on met ensuite en forme sur la
structure préparée : fil de fer galvanisé pour éviter la rouille, cartons,
ruban carrossier, papier chiffonné, etc.
Le temps de la prise nécessite un repos, il est à distinguer du temps du
séchage. La prise entraine un dégagement de chaleur.

27. Le séchage permet à l’excédent d’eau de s’évaporer. Ce processus se compte
en heures ou en jours en fonction de la dilution initiale.
Non protégé, à l’extérieur, le plâtre est sujet à l’érosion, eau, vent,....
Comme le plâtre est un liant on peut lui ajouter un pigment et le teindre. Sa
couleur blanche initiale peut être exploitée pour les tons pastel ou
rompus.

28. Quelques techniques
1. Le modelage Le plâtre peut être combiné à toute sorte de matériau
fibreux apportant un certain maintien : coton, filasse, toile de jute ou de
chanvre et pourquoi pas du bois. On peut combiner plâtre et fibres sur
des supports comme le grillage de fil de fer galvanisé. Il n’existe pas de
règle générale dans le domaine du modelage du plâtre. Tout est permis
dans la mesure du dilemme entre solidité et liberté.
2. le moulage, le coulage - la prise d’empreinte directe : plâtre assez liquide
- coulage : plâtre très liquide, moules divers achetés ou de fabrication
maison ; EXP : utiliser des formes creuses en polystyrène expansé
(protection appareils électro ou hifi, gobelets à café, assiettes creuses,
formes à œufs), travailler la surface au pyrograveur ou fer à souder
pour y graver des formes. EXP : former des moules à l’aide de bande de
carton, veiller à l’étanchéité à l’aide de restes d’argile souples ou de
pâte à modeler. EXP : on peut intégrer d’autres matériaux. Ne pas
oublier la vaseline, démouler après 1 heure au moins

29. 3. Les bandes plâtrées Il s’agit de bandes de gaze imprégnées d’un plâtre
à modeler qu’il suffit d’imbiber d’eau pour les rendre malléables. On
les modèle sur une armature. C’est un moyen intéressant pour faire du
volume sans surcharger en poids. On peut aussi les modeler sur des
parties du corps avec une prise rapide. C’est un produit cher !
Couper les bandes en morceaux adaptés à la réalisation, les plonger dans
l’eau et les appliquer sur l’armature en pressant avec les doigts
humides. Superposer légèrement les morceaux de manière à ce qu’il y
ait des couches complètes, régulières partout. Les bandes durcissent
assez vite, il est possible de façonner directement des éléments de
décoration, vêtements, etc. Un travail en cours peut être interrompu et
repris d’une semaine à l’autre.

30. Le plâtre industriel
De tout temps, depuis l'antiquité jusqu'à nos jours, le plâtre a
servi l’inspiration artistique et architecturale des hommes.
Aujourd’hui encore, il n’a pas dit son dernier mot et
continue de nous émerveiller.
Malheureusement Sous la pression croissante des contraintes
environnementales sur les sites de production, le gypse de
carrière risque d'être remplacé par les gypses synthétiques :
phosphogypse, sulfogypse, titanogypse, borogypse...

31. Les référence de travail
1. https://www.platre.com/
2. http://www.societechimiquedefrance.fr/produi
t-du-jour/platre.html
3. https://fr.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A2tre
4. http://www.lesindustriesduplatre.org/
5. Fichier PDF «schéma-platre-industriel »