Le choix d’une peinture dépend du support et de sa préparation, du rendu final recherché et des propriétés techniques demandées. Mais sa formulation doit également respecter l’environnement et la santé des utilisateurs.
Selon la norme NF T 36-001, la peinture est « un produit liquide contenant des pigments, destiné à être appliqué sur une surface pour former un feuil (film) opaque doué de qualités protectrices, décoratives ou techniques particulières ». Elle assure notamment la protection des matériaux sensibles à l’air et à l’eau. Dans le langage technique, le mot peinture s’applique au produit liquide dans son bidon, alors que le produit sec est nommé feuil ou film. La fabrication des peintures relève de la chimie, d’où la difficulté de les classifier. Il est difficile de décrire toutes les catégories de peintures existantes sur le marché et les manières de les appliquer. Rappelons seulement qu’elles font l’objet de nombreuses normes Afnor (NF T 30…), DTU 59 et règles professionnelles. Caractérisées par leur fluidité, les peintures sont constituées essentiellement de trois types de composants : le liant, le solvant et les pigments. Le liant (appelé également subjectile par les professionnels) est une substance fluide ou solide non cristallisable et filmogène qui assure l’adhérence sur le support. Le solvant, et un éventuel diluant, sont des liquides volatils qui amènent la peinture à la consistance voulue, facilitent sa mise en œuvre et disparaissent par évaporation lors du « séchage ». Quant aux pigments, il s’agit de colorants généralement en poudre, associés à des matières de charge qui donnent de la consistance au produit et assurent l’opacité du film (voir schéma). Venant compléter ces composants de base, des éléments secondaires tels que diluants ou plastifiants, peuvent être ajoutés en quantités minimes. Cependant, dans l’esprit du développement durable, une classification peut se faire selon les liants, les solvants et les diluants utilisés : les peintures en phase aqueuse et celles en phase solvant.
Les liants, garanties de la qualité du film
Elément filmogène essentiel d’une peinture, le liant donne l’élasticité et la souplesse au feuil, assure l’adhérence au support et protège le matériau qu’il recouvre. Il enrobe également les composants – tels que les charges et les pigments – qui n’auraient aucune tenue sans sa présence. Les liants à petites molécules pénètrent bien les surfaces rugueuses et adhèrent fortement, mais leur durcissement est lent et ils résistent mal aux produits chimiques. Les liants à macromolécules qui durcissent par la seule évaporation de leur solvant sèchent rapidement mais ils ne forment que des feuils minces.
Les peintures en phase aqueuse sont diluées avec de l’eau. On les appelle souvent les peintures au latex même si elles ne renferment pas de véritable latex, étant donné que le caoutchouc n’est plus utilisé comme liant. Aujourd’hui, on a recours à des produits de synthèse, issus de la chimie organique, qui sont couramment appelés résines : les plus courants étant l’acrylique ou l’acétate de polyvinyle. Ininflammables, elles sont perméables à la vapeur d’eau et insaponifiables par des fonds alcalins. Elles sont adaptées à la réalisation de couleurs claires et ne jaunissent pas dans le temps.
Les films obtenus ne présentent pas de tension superficielle. Les peintures à forte teneur en acrylique ont tendance à posséder une peau plus résistante qui offre une tenue presque aussi ferme que celle des peintures glycéros. Toutes ces peintures sont faciles à nettoyer avec de l’eau et du savon.
Malgré leur nom, les peintures dites à l’huile ne sont généralement pas faites avec de l’huile. Possédant une bonne résistance mécanique, elles font appel à des résines de polyester appelées alkydes. Bien que les peintures alkydes soient plus durables et procurent un fini très brillant, elles contiennent des solvants qui s’avèrent, à long terme, nocifs pour la santé. De plus, elles laissent une odeur désagréable et persistante après le séchage. Le nettoyage des peintures alkydes exige l’emploi d’essences minérales (térébenthine, white-spirit…). À noter que les formulations en phase aqueuse gomment ces inconvénients. D’autres liants de synthèse sont bien connus mais d’un usage moins fréquent. Ils constituent des films très durs résistant aux lavages.
Résistant aux alcalins et aux solvants, les résines époxydiques offrent un bon accrochage sur les supports à liant hydraulique et sur les métaux. En revanche, elles sont sensibles aux rayons UV et ont tendance à fariner. Offrant une imperméabilité totale à la vapeur d’eau, les résines polyuréthanne résistent aux acides.
Ces peintures sont préconisées pour les laboratoires ou pour les locaux nécessitant une désinfection fréquente. Sur des surfaces horizontales, elles supportent les frottements et, combinées avec des résines acryliques et un durcisseur pour donner un film dur, elles peuvent être utilisées en peinture de sols. Dans ce cas, elles sont plus résistantes que les autres peintures et leur texture offre une surface antidérapante. La gamme de coloris est très étendue. Dans certains cas, ces peintures techniques dégagent des vapeurs toxiques. Il faut noter l’existence de liants minéraux plus traditionnels, tels que la chaux ou le ciment, qui ne constituent pas un film, mais forment une croûte mince dotée d’un aspect rustique.
En phase aqueuse, l’eau remplace solvant et diluant
La norme définit clairement les fonctions respectives des deux liquides volatils. Le solvant intervient dans la fabrication de la peinture, alors que le diluant – incorporé au cours de la fabrication – ne fait que faciliter l’emploi de cette dernière. Excepté l’eau et l’alcool pour les résines alkydes et vinyliques, les solvants à base d’hydrocarbures – terpéniques, aliphatiques ou aromatiques – de dérivés chlorés ou de cétones sont toxiques à des degrés divers. L’étiquetage indiquant leur nocivité est obligatoire pour ces derniers. Pour tenir compte de son mode d’application (brosse, rouleau…) et du résultat recherché (film tendu ou poché…), le fabricant « règle » la viscosité de la peinture en incorporant un diluant. Ces produits de dilution sont appelés à disparaître totalement par évaporation lors de la formation du film (séchage).
La tendance écologique actuelle est au développement des systèmes de peinture en phase aqueuse. L’eau, qui remplace le solvant et le diluant, présente des avantages évidents : disponibilité, coût faible, séchage rapide, facilité d’emploi, absence de toxicité et d’odeur et ininflammabilité. La particularité des produits en phase aqueuse est que les particules de résine n’y sont pas dissoutes. Elles restent en dispersion ou en émulsion dans l’eau. Cela se traduit par une moindre pénétration du support, l’obligation d’une épaisseur plus grande de peinture et une consommation plus importante : de 4 à 5 m2/l contre 7 à 10 m2/l pour une peinture glycérophtalique. Le seul inconvénient des peintures en phase aqueuse réside dans leur sensibilité aux basses températures. Elles ne peuvent pas être mises en œuvre au-dessous de 5°C. Ces produits imposent aux applicateurs de s’adapter à ces nouvelles contraintes technologiques.
Pigments et charges déterminent les propriétés de la peinture
Utilisés en raison de leurs propriétés optiques, protectrices ou décoratives, les pigments sont des poudres très fines, insolubles dans le milieu de suspension, qui donnent sa couleur au revêtement et masquent le subjectile quand leur concentration est suffisante. L’influence de la dimension des particules est bien illustrée par l’anhydride titanique (TiO2) qui possède un grand pouvoir opacifiant quand les particules ont un diamètre de 0,2 à 0,3 µm, mais qui sous forme de cristal est parfaitement clair (c’est la pierre précieuse appelée rutile). La taille optimale de la particule, pour qu’elle possède un pouvoir opacifiant maximal, dépend de l’indice de réfraction du pigment et de sa couleur. Les pigments noirs opacifient par l’absorption de plus de 90 % de la lumière incidente. À l’opposé, les pigments blancs possédant un indice de réfraction convenable et dont les particules ont la bonne dimension, diffusent la lumière incidente à l’intérieur du feuil et en réfléchissent environ 85 %. Comme le rayonnement n’atteint pas le subjectile, il ne peut en révéler les caractéristiques. Les couleurs du spectre, tels les rouges et les verts, opacifient le feuil en absorbant certaines longueurs d’onde du rayonnement et en dispersant les autres. L’interaction de la lumière et du brillant est l’un des traits les plus évidents des peintures.
Quand la quantité de pigment dans la fraction non volatile de la peinture est faible, la surface du feuil est unie et reflète la lumière comme un miroir. Au fur et à mesure que la proportion de pigment s’accroît, l’irrégularité de la surface augmente, diminuant ainsi son pouvoir de réflexion et réduisant son brillant. Quand la proportion de pigment est forte, la lumière est diffusée dans toutes les directions, et il n’y a plus aucun brillant. Dans ces conditions, certaines particules sont exposées à l’air, ce qui altère l’imperméabilité, la « lavabilité » et la flexibilité du film.
Ajoutées aux trois composants fondamentaux, les charges confèrent aux peintures des qualités spécifiques et contribuent à améliorer celles-ci. Quelques exemples : les carbonates épaississent la peinture, améliorent l’aspect mat ou satiné et la blancheur ; les silices très dures augmentent la résistance à l’abrasion ; le sulfate de baryum est anti-acide ; le talc imperméable accroît la matité ; le kaolin, produit thixotrope utilisé pour les revêtements de plafond évite à la peinture de goutter.
Pour en savoir plus
« Les travaux de peinture en bâtiment » de Louis Retailleau, aux Éditions du Moniteur.
