3. Brasage – Procédé d’assemblage à température de fusion inférieure à celle des pièces à réunir à l’aide d’un métal d’apport non ferreux.

4. Soudure – Procédé d’assemblage à température relativement faible à l’aide d’un métal d’apport à brasure.



5. Technique de la cire perdue – Procédé courant de fabriquer les bronzes, mais un qui est composé des procédés qui ont besoin d’une explication.

La coulée à la cire perdue pour la création d’une sculpture est un procédé utilisant un modèle en cire de l’objet à reproduire. Après avoir fondu, le modèle en cire disparaît pour permettre au métal en fusion de prendre la forme de l’objet. Ce procédé se déroule en plusieurs étapes.

Étape 1: L’artiste façonne la pièce originale de dimension réelle afin qu’elle devienne une sculpture en bronze.



Étape 2: Un moule en caoutchouc est fait à partir de la pièce originale. Le moule peut aussi être fait en cire ou en mousse de polystyrène. Un composé de caoutchouc liquide est ensuite versé sur la pièce originale afin de saisir les moindres détails sur la surface.



Étape 3: Une fois le caoutchouc durci, la pièce originale est retirée et la cire fondue est alors versée dans le moule en caoutchouc afin de reproduire l’originale. Ceci est le double en cire qui sera fondu ou « perdu » plus tard.

Étape 4: Des barres de cire sont ajoutées au double en cire afin de former les tiges de coulée qui consistent en canaux vides permettant la distribution du métal fondu à travers le moule pour former la sculpture.



Étape 5: Le double en cire doté de ses tiges de coulée est ensuite recouvert d’une épaisse couche de barbotine de céramique et de stuc. Ceci forme une coquille protectrice solide autour du double. À ce stade-ci, il peut être difficile de distinguer le véritable objet d’art.



Étape 6: La coquille en céramique est chauffée à la vapeur jusqu’à ce que le double en cire soit fondu, laissant un moule creux. La coquille est ensuite préparée pour l’étape de la coulée.

Étape 7: Le métal en fusion est alors versé dans la coquille en céramique. Il épouse les formes du moule afin de créer la sculpture. Une fois la coquille refroidie, les tiges de coulée sont retirées et la coquille est détruite afin de dévoiler l’objet d’art. Cette pièce est toujours unique, car le moule ayant servi à sa réalisation doit être détruit dans le procédé.

Étape 8: À l’étape finale, il s’agit de restaurer la texture originale de la pièce et de polir sa surface ou encore d’y ajouter une patine, selon le désir de l’artiste.




C.

Les alliages de cuivre sont des substances métalliques composées de cuivre et d’un ou de plusieurs métaux. Les alliages de cuivre peuvent contenir du zinc, de l’étain, du nickel et du plomb pour former les bronzes et les laitons. Les alliages de cuivre et d’étain forment les bronzes alors que les alliages de cuivre et de zinc produisent les laitons. En fait, le terme « bronze » est utilisé pour décrire toute une gamme d’alliages de cuivre, même s’il ne contient pas d’étain.



Voici le nom commun des alliages de cuivre ainsi que leur couleur lorsqu’ils sont oxydés :

Groupe A : Cuivre

Si la matière brute est constituée de plus de 99 % de cuivre, elle est considérée pure. L’alliage n° C11000 est composé de cuivre pur à 99,99 %. D’autres alliages spécialisés dans cette gamme, tels que l’alliage n° C10500 composé de cuivre exempt d’oxygène et d’argent, sont composés de cuivre à 99,95 % et d’infimes quantités d’argent et d’oxygène. Les alliages de cuivre spécialisés ne sont pas utilisés dans la création de sculptures ou autres applications courantes, comme l’architecture ou la production de tubes. Ces alliages prennent une patine brun rougeâtre à vert-de-gris.

Groupe B : Bronze architectural et laitons courants

Les alliages suivants sont communément appelés bronzes architecturaux même si, techniquement, ils ne sont pas en bronze. Leur couleur peut varier considérablement, passant du rouge au jaune et de l’argent au blanc, à cause de la quantité de cuivre qu’ils renferment – de 57 à 90 % – et de leurs éléments associés : zinc ou nickel. Techniquement, on devrait plutôt parler de laitons que de bronzes puisque plusieurs de ces alliages renferment du zinc comme élément principal supplémentaire. Ceci peut alors porter à confusion.

Group C : Bronze statuaire



Ces alliages sont très spécialisés. Il existe des alliages de bronze utilisés pour le moulage de statues et de sculptures. Le bronze au silicium (alliage n° C87300), renferme 94 % de cuivre, de 3,5 à 4,5 % de plomb et 3 % de zinc, de fer et d’autres alliages. Il s’agit d’un bronze courant pour la coulée de statues. D’autres bronzes au silicium peuvent également être utilisés pour ce type de coulée. Les deux autres alliages sont utilisés principalement pour les intérieurs architecturaux et les travaux de toitures où la couleur unique et le rendement du cuivre sont exigés.

Les expressions suivantes désignent certains métaux et aux procédés utilisés pour obtenir ces alliages :

Bronze désigne généralement le bronze commercial, le laiton rouge, l’alliage Muntz, le bronze architectural et les bronzes au silicium.

Bronze blanc désigne généralement les maillechorts.

Bronze jaune est une expression couvrant les autres alliages.

Bronze statuaire décrit les surfaces variant du brun au noir oxydées naturellement ou chimiquement.



Bronze vert désigne les patines naturelles ou artificielles.


D. Propriétés

Les trois principales propriétés qui rendent les bronzes au silicium et les autres alliages de cuivre particulièrement attrayants pour la sculpture et l’art sont la maniabilité, la force et la résistance à la corrosion.

1. La coulabilité et la maniabilité

Les bronzes au silicium sont faciles à faire fondre et à travailler. Ils retiennent bien la chaleur permettant ainsi au métal en fusion de remplir toutes les fissures, crevasses et autres petits détails, tels que les motifs en surface et les reliefs. Les détails peuvent être aussi infimes que des empreintes digitales. Ces bronzes peuvent reproduire tous les détails que les artistes intègrent à leurs œuvres. De plus, une fois formés, ils sont faciles à manier et à travailler dans quelque état que ce soit, même à une température fraîche. Ces alliages sont faciles à assembler soit mécaniquement ou par des procédés comme la soudure, assurant ainsi des joints très solides. Ceci permet la réalisation d’œuvres d’art de grande taille.




2. Robustesse

Une fois formés, les alliages sont très robustes. Ils permettent alors de réaliser des œuvres durables. Il existe des sculptures en bronze âgées de plusieurs milliers d’années dont le bronze n’a subi que peu de détérioration. Comparativement à d’autres matériaux, le poids relativement léger du bronze est un avantage marqué pour les alliages de cuivre en termes de coûts et de temps nécessaire à la production. La force du bronze signifie également que les œuvres sont moins susceptibles au vandalisme ou d’être endommagées par moyen mécanique, à moins que les dommages ne soient causés délibérément.


3. Résistance à la corrosion

La résistance à la corrosion est la clé de la durabilité d’une pièce en cuivre et alliages. Tous les cuivres se recouvrent d’une patine durable une fois exposés aux conditions atmosphériques. Les sculptures érigées à l’extérieur dans les villes et qui sont devenues très brunes ou noires démontrent ainsi la façon dont les alliages se protègent contre les attaques de la pollution et d’autres contaminants en suspension dans l’air.

La patine du cuivre est très tenace, durable et efficace. Si cette dernière est formée correctement, elle protégera l’alliage sous-jacent tant qu’elle sera intacte. La patine ne s’efface pas et ne peut être enlevée facilement. La couleur qu’elle acquiert avec le temps fait partie de sa beauté. La patine poursuivra lentement sa maturation pendant toute la durée de vie de la statue.


E. La coloration

Comme il est mentionné précédemment, le cuivre et ses alliages sont des métaux relativement actifs qui ont tendance à s’oxyder lorsqu’ils ne sont pas protégés. Après plusieurs années, et dans la majorité des cas, l’exposition aux conditions atmosphériques entraîne la formation d’une patine protectrice naturelle de couleur vert-de-gris. Comme le cuivre et ses alliages peuvent prendre une vaste gamme de couleurs, on peut activer leur vieillissement climatique naturel en utilisant des produits chimiques ou encore on peut préserver leurs couleurs vives naturelles en leur appliquant plusieurs couches d’un agent protecteur transparent. Il est à noter, toutefois, que ces traitements ne peuvent protéger l’œuvre pendant toute la durée de sa vie. Dans la plupart des cas, il est nécessaire de faire un entretien régulier des œuvres, ce qui peut être difficile pour celles dont la longévité peut s’étendre sur des centaines d’années.



Le vieillissement naturel est le résultat du mélange de composés sulfurés en suspension dans l’air avec la vapeur d’eau, formant des acides qui réagissent à la surface du cuivre. Dans les régions côtières et industrielles, la patine naturelle prend habituellement entre cinq et sept ans à se former. Dans les régions arides où l’air est plus sec, il peut ne jamais se former de patine naturelle. Éventuellement, le vieillissement naturel donne une apparence uniforme. Ces patines naturelles sont alors connues comme finis pour le moulage de statues ou encore, finis oxydés.

Les enduits de recouvrement peuvent être soit transparents ou opaques. Les enduits transparents préservent les couleurs distinctes des alliages de cuivre alors que les enduits opaques donnent une couleur particulière, autre que les couleurs naturelles existantes.

Dans plusieurs cas, ces couleurs et traitements peuvent rendre l’objet d’art spectaculaire. Ces traitements sont utilisés pour des œuvres qui seront exposées à l’intérieur où les effets climatiques ne nuiront pas aux traitements qui seront alors plus efficaces et durables.


F.

Les bronzes reçoivent souvent une coloration finale par application d’agents chimiques. Le temps, la température, la préparation de la surface et l’humidité sont des facteurs qui peuvent avoir un effet sur la coloration chimique. On utilise des agents chimiques pour accélérer le vieillissement naturel du métal lorsqu’il est exposé aux intempéries.



Par coloration chimique, le métal en surface est transformé en pellicule protectrice, généralement un oxyde ou un sulfure du métal. On peut aussi préparer un composé chimique. Ces traitements de conversion produisent les patines et les finis servant à la fabrication de statues.

Ces patines, aussi connues sous le nom de « vert antique », sont réalisées à l’aide de traitements au chlorure d’acide ou au sulfate d’acide. Les patines appliquées chimiquement peuvent, toutefois, manquer d’adhésion, tacher les matériaux adjacents ou manquer d’uniformité de couleur sur de grandes surfaces.

Les traitements suivants sont utilisés pour obtenir les couleurs souhaitées.

Chlorure d’ammonium - Une solution saturée de sel d’ammoniac commercial est appliquée soit au pinceau ou au pistolet. Plusieurs couches peuvent être nécessaires.

Acide chlorhydrique au chlorure de cuivre - Ce traitement est appliqué au fusil, au pinceau ou par grenelage.

Sulfate d’ammonium - Cette technique exige de six à huit couches appliquées au pistolet.

Les finis statuaires (oxydés) ont aussi des couleurs pâles, moyennes ou foncées selon la concentration des solutions chimiques de coloration et le nombre de couches appliquées. Des solutions aqueuses renfermant de deux à dix pour cent de sulfure d’ammonium, de sulfure de potassium ou de sulfure de sodium sont appliquées au tampon ou au pinceau sur les surfaces à traiter, produisant un fini statuaire (oxydé) variant du pâle au foncé. Un prétraitement à l’oxyde peut améliorer l’adhérence de l’agent chimique. La patine finale est obtenue par estompage et polissage à la main.




G.