Quand on voit une voiture, la première chose qui nous frappe, c'est sans doute sa couleur. Aujourd'hui, une belle peinture brillante est un critère de base dans l'industrie automobile. Mais il y a plus d'un siècle, peindre une voiture était loin d'être simple, et le résultat était bien moins esthétique. Comment la peinture automobile a-t-elle évolué jusqu'à aujourd'hui ? Surley vous raconte l'histoire du développement des techniques de peinture automobile.
Dix secondes pour comprendre le texte intégral :
1,LaqueOriginaire de Chine, l'Occident a pris le dessus après la révolution industrielle.
2. La peinture à base de matériaux naturels sèche lentement, ce qui affecte l'efficacité du processus de fabrication automobile. DuPont a inventé une peinture à séchage rapide.peinture nitro.
3, pistolets à peintureremplace les pinceaux, pour un film de peinture plus uniforme.
4, De l'alkyde à l'acrylique, la recherche de la durabilité et de la diversité est permanente.
5, De la « pulvérisation » au « revêtement par immersion »Avec le bain de laque, la recherche constante de la qualité de la peinture passe désormais par la phosphatation et l'électrodéposition.
6, Remplacement parpeinture à base d'eaudans le but de protéger l'environnement.
7. Aujourd'hui et à l'avenir, la technologie de la peinture devient de plus en plus inimaginable.même sans peinture.
Le rôle principal de la peinture est anti-âge
Pour la plupart des gens, le rôle de la peinture est de donner aux objets des couleurs éclatantes. Pourtant, d'un point de vue industriel, la couleur est en réalité un besoin secondaire ; la protection contre la rouille et le vieillissement est primordiale. Depuis les premiers modèles en bois et fer jusqu'aux carrosseries blanches en métal d'aujourd'hui, la peinture constitue une couche protectrice essentielle pour les automobiles. Cette couche de peinture est soumise à diverses agressions : l'usure naturelle (soleil, sable, pluie), les dommages physiques (rayures, frottements, collisions) et l'érosion (sel, déjections animales). Grâce aux progrès des techniques de peinture, les procédés développent progressivement des revêtements toujours plus performants, durables et esthétiques, permettant ainsi aux carrosseries de mieux relever ces défis.
Laque de Chine
La laque possède une très longue histoire et, malheureusement, la Chine occupait une position de leader dans ce domaine avant la révolution industrielle. Son utilisation remonte au Néolithique et, après la période des Royaumes combattants, les artisans utilisaient de l'huile de tung extraite des graines de cet arbre, à laquelle ils ajoutaient de la laque brute naturelle pour créer des mélanges de peinture. À cette époque, la laque était un produit de luxe réservé à la noblesse. Après l'établissement de la dynastie Ming, Zhu Yuanzhang entreprit de mettre en place une industrie de la laque d'État, et les techniques de peinture se développèrent rapidement. Le premier ouvrage chinois sur la technique de la peinture, « Le Livre de la Peinture », fut compilé par Huang Cheng, un laqueur de la dynastie Ming. Grâce au développement technique et aux échanges commerciaux, la laque connut, sous la dynastie Ming, un système artisanal mature.
Sous la dynastie Ming, la peinture à l'huile de tung, d'une sophistication inégalée, était essentielle à la construction navale. Au XVIe siècle, l'érudit espagnol Mendoza mentionne dans son « Histoire de l'empire de la Grande Chine » que les navires chinois enduits d'huile de tung avaient une durée de vie deux fois supérieure à celle des navires européens.
Au milieu du XVIIIe siècle, l'Europe parvint enfin à maîtriser la technologie de la peinture à l'huile de tung, et l'industrie européenne de la peinture se développa progressivement. L'huile de tung, matière première essentielle, était non seulement utilisée pour la laque, mais aussi pour d'autres industries. Son utilisation restait monopolisée par la Chine, et elle devint une matière première industrielle cruciale lors des deux révolutions industrielles, jusqu'au début du XXe siècle. À cette époque, la culture du tung en Amérique du Nord et du Sud mit fin au monopole chinois sur les matières premières.
Le séchage ne prend plus jusqu'à 50 jours.
Au début du XXe siècle, les automobiles étaient encore fabriquées avec des peintures à base de matériaux naturels, comme l'huile de lin, utilisée comme liant.
Même Ford, pionnier de la chaîne de production automobile, a utilisé presque exclusivement de la peinture noire japonaise afin d'optimiser la vitesse de fabrication, car elle sèche plus rapidement. Cependant, il s'agit toujours d'une peinture à base de matériaux naturels, et la couche de peinture nécessite tout de même plus d'une semaine pour sécher.
Dans les années 1920, DuPont a travaillé sur une peinture nitrocellulosique à séchage rapide (également appelée peinture nitrocellulosique) qui a fait le bonheur des constructeurs automobiles, qui n'avaient plus à travailler sur des voitures avec des cycles de peinture aussi longs.
En 1921, DuPont était déjà un leader dans la fabrication de films cinématographiques au nitrate, ayant investi dans des produits non explosifs à base de nitrocellulose pour optimiser l'utilisation des immenses capacités de production construites pendant la guerre. Un vendredi après-midi de juillet 1921, par une chaude journée, un ouvrier d'une usine de films DuPont laissa un fût de fibres de coton nitrate sur le quai avant de quitter son travail. En l'ouvrant le lundi matin, il constata que le contenu s'était transformé en un liquide clair et visqueux qui allait devenir la base de la peinture nitrocellulosique. En 1924, DuPont mit au point la peinture nitrocellulosique DUCO, utilisant la nitrocellulose comme matière première principale et y ajoutant des résines synthétiques, des plastifiants, des solvants et des diluants pour la mélanger. Le principal avantage de la peinture nitrocellulosique réside dans son séchage rapide : contrairement aux peintures à base de matières premières qui nécessitent une semaine, voire des semaines, pour sécher, la peinture nitrocellulosique sèche en seulement deux heures, ce qui accélère considérablement le processus de peinture. En 1924, la quasi-totalité des chaînes de production de General Motors utilisait la peinture nitrocellulosique Duco.
Bien entendu, la peinture nitrocellulosique présente des inconvénients. Appliquée en milieu humide, elle blanchit facilement et perd son éclat. Sa surface est peu résistante à la corrosion par les solvants pétroliers, comme l'essence, qui peuvent l'endommager. De plus, les fuites de gaz d'essence lors du ravitaillement peuvent accélérer la détérioration de la peinture environnante.
Remplacement des pinceaux par des pistolets à peinture pour résoudre le problème des couches de peinture irrégulières
Outre les caractéristiques de la peinture elle-même, la méthode d'application est également primordiale pour la résistance et la durabilité de la surface peinte. L'utilisation du pistolet à peinture a constitué une étape importante dans l'histoire des techniques de peinture. Le pistolet à peinture a été pleinement intégré au secteur de la peinture industrielle en 1923 et à l'industrie automobile en 1924.
La famille DeVilbiss fonda ainsi DeVilbiss, une entreprise de renommée mondiale spécialisée dans la technologie d'atomisation. Plus tard, le fils d'Alan DeVilbiss, Tom DeVilbiss, naquit. Ce dernier étendit l'invention de son père au-delà du domaine médical et transforma l'atomiseur original en pistolet à peinture.
Dans le domaine de la peinture industrielle, les pinceaux sont rapidement remplacés par les pistolets à peinture. DeVilbiss œuvre dans le domaine de l'atomisation depuis plus de 100 ans et est aujourd'hui leader sur le marché des pistolets à peinture industriels et des atomiseurs médicaux.
De l'alkyde à l'acrylique, plus durable et plus résistant
Dans les années 1930, la peinture émail à base de résine alkyde, également appelée peinture émail alkyde, a fait son apparition dans le domaine de la peinture automobile. Les pièces métalliques de la carrosserie étaient pulvérisées avec ce type de peinture, puis séchées au four pour former un film très résistant. Comparée aux peintures nitrocellulosiques, la peinture émail alkyde est plus rapide à appliquer : elle ne nécessite que 2 à 3 étapes, contre 3 à 4 pour les peintures nitrocellulosiques. Outre son séchage rapide, la peinture émail est également résistante aux solvants tels que l’essence.
L'inconvénient des émaux alkydes réside dans leur sensibilité à la lumière du soleil. Sous l'effet des rayons UV, le film de peinture s'oxyde rapidement, entraînant un ternissement et une décoloration, parfois en quelques mois seulement. Malgré ces inconvénients, les résines alkydes n'ont pas complètement disparu et restent un élément important des technologies de revêtement actuelles. Apparues dans les années 1940, les peintures acryliques thermoplastiques ont considérablement amélioré l'aspect décoratif et la durabilité des finitions. En 1955, General Motors a commencé à utiliser une nouvelle résine acrylique pour peindre ses automobiles. La rhéologie unique de cette peinture exigeait une application à faible teneur en matières solides, nécessitant ainsi plusieurs couches. Cette caractéristique, a priori un inconvénient, s'est révélée être un atout à l'époque, car elle permettait l'incorporation de paillettes métalliques dans le revêtement. Le vernis acrylique était appliqué avec une viscosité initiale très faible, permettant ainsi aux paillettes de s'aplatir pour former une couche réfléchissante. La viscosité augmentait ensuite rapidement pour fixer les paillettes. C'est ainsi qu'est née la peinture métallisée.
Il convient de noter que cette période a été marquée par une avancée soudaine dans la technologie des peintures acryliques en Europe. Celle-ci résultait des restrictions imposées aux pays de l'Axe après la Seconde Guerre mondiale, qui limitaient l'utilisation de certains produits chimiques dans la fabrication industrielle, comme la nitrocellulose, matière première nécessaire à la peinture nitrocellulosique, car elle pouvait servir à la fabrication d'explosifs. Face à ces restrictions, les entreprises de ces pays se sont concentrées sur la technologie des peintures émail, développant un système de peinture acrylique-uréthane. Lorsque les peintures européennes ont fait leur apparition aux États-Unis en 1980, les systèmes de peinture automobile américains étaient loin d'égaler leurs concurrents européens.
Procédé automatisé de phosphatation et d'électrophorèse pour l'obtention d'une qualité de peinture supérieure
Les deux décennies qui ont suivi la Seconde Guerre mondiale ont été marquées par une amélioration de la qualité des peintures de carrosserie. À cette époque, aux États-Unis, outre leur fonction de transport, les voitures contribuaient également à l'élévation du statut social ; les propriétaires souhaitaient donc que leurs véhicules aient une allure plus luxueuse, ce qui impliquait une peinture plus brillante et aux couleurs plus attrayantes.
À partir de 1947, les constructeurs automobiles ont commencé à phosphater les surfaces métalliques avant la peinture afin d'améliorer l'adhérence et la résistance à la corrosion de cette dernière. L'apprêt a également été modifié : l'application par pulvérisation a été remplacée par l'immersion. Les pièces de carrosserie sont ainsi plongées dans un bain de peinture, ce qui permet une application plus uniforme et un revêtement plus complet, assurant ainsi la possibilité de peindre des zones difficiles d'accès, comme les cavités.
Dans les années 1950, les constructeurs automobiles ont constaté que, malgré l'utilisation de la méthode de revêtement par immersion, une partie de la peinture était éliminée lors du traitement ultérieur aux solvants, réduisant ainsi l'efficacité de la protection antirouille. Pour remédier à ce problème, en 1957, Ford s'est associé à PPG sous la direction du Dr George Brewer. Sous cette direction, Ford et PPG ont mis au point la méthode de revêtement par électrodéposition, aujourd'hui couramment utilisée.
Ford a ensuite créé le premier atelier de peinture électrophorétique anodique au monde en 1961. Cependant, la technologie initiale était imparfaite et PPG a introduit un système de revêtement électrophorétique cathodique supérieur et des revêtements correspondants en 1973.
Peindre pour qu'elle dure et soit belle, tout en réduisant la pollution grâce à la peinture à l'eau.
Au milieu des années 70, la prise de conscience des économies d'énergie et de la protection de l'environnement, engendrée par la crise pétrolière, a fortement influencé l'industrie de la peinture. Dans les années 80, l'adoption de nouvelles réglementations sur les composés organiques volatils (COV) a rendu inacceptables sur le marché les peintures acryliques à forte teneur en COV et à faible durabilité. Par ailleurs, les consommateurs exigent désormais une peinture automobile d'une durée minimale de 5 ans, ce qui implique de prendre en compte la durabilité de la finition.
Grâce à la couche de vernis transparent qui sert de protection, la peinture intérieure n'a plus besoin d'être aussi épaisse qu'auparavant ; une couche extrêmement fine suffit à des fins décoratives. Des absorbeurs d'UV sont également ajoutés au vernis pour protéger les pigments de la couche transparente et de l'apprêt, ce qui augmente considérablement leur durée de vie.
Cette technique de peinture est initialement coûteuse et généralement réservée aux modèles haut de gamme. De plus, la durabilité du vernis était médiocre : il s’écaillait rapidement et nécessitait d’être repeint. Au cours de la décennie suivante, cependant, l’industrie automobile et l’industrie de la peinture ont œuvré à l’amélioration de cette technologie, non seulement en réduisant les coûts, mais aussi en développant de nouveaux traitements de surface qui ont considérablement prolongé la durée de vie du vernis.
La technologie de la peinture, de plus en plus étonnante
L'avenir des revêtements de sol repose en grande partie sur la technologie sans peinture, une tendance que certains acteurs du secteur privilégient. Cette technologie est déjà bien ancrée dans notre quotidien : les coques d'appareils électroménagers, par exemple, sont désormais fabriquées sans peinture. Lors du moulage par injection, une poudre métallique nanométrique de la couleur appropriée est incorporée directement dans les coques, leur conférant des couleurs éclatantes et une texture métallique. L'utilisation de la peinture devient ainsi superflue, réduisant considérablement la pollution. Naturellement, cette technologie est également largement utilisée dans l'automobile, notamment pour les garnitures, les calandres et les coques de rétroviseurs.
Un principe similaire est utilisé dans le secteur métallurgique : à l’avenir, les matériaux métalliques utilisés sans peinture seront dotés d’une couche protectrice, voire d’une couche de couleur, appliquée en usine. Cette technologie est actuellement employée dans les secteurs aérospatial et militaire, mais elle est encore loin d’être accessible au grand public et ne permet pas, pour l’instant, de proposer une large gamme de couleurs.
RésuméDes pinceaux aux pistolets à peinture, puis aux robots, des peintures végétales naturelles aux peintures chimiques de pointe, de la recherche de l'efficacité à celle de la qualité et enfin à celle du respect de l'environnement, la recherche technologique dans le domaine de la peinture automobile est en constante évolution, et le niveau de sophistication ne cesse de croître. Les peintres d'antan, maniant pinceaux et travaillant dans des conditions difficiles, n'auraient jamais imaginé que les peintures automobiles actuelles soient si performantes et continuent de se développer. L'avenir s'annonce plus respectueux de l'environnement, plus intelligent et plus efficace.
Date de publication : 20 août 2022
