Peinture à l’eau ou solvantée, un débat injustifié
Les peintures à l’eau sont apparues en 1991, mais l’obligation d’une utilisation de produits de peinture à bas taux de solvants date de 2006. A cette date, tous les fabricants proposaient des bases à l’eau à leurs clients. Pourtant, depuis, les annonces se succèdent au sujet de l’arrivée d’autres produits à faibles volumes de composés organiques volatils, tous ces ingrédients qui entrent dans la composition des peintures, qui diluent la résine et les pigments de la teinte de base et qui sont destinés à s’évaporer une fois la couleur appliquée sur l’élément de carrosserie.
Rappel de la législation
Depuis 2006, les taux de COV (Composés organiques volatils) contenus dans les peintures sont limités à 420 g par litre de produit. Les COV sont principalement des diluants utilisés pour fluidifier les résines et véhiculer les pigments de la peinture sur la carrosserie au travers du pistolet à peinture. Les diluants sont également présents pour assurer la bonne cohésion et un mélange homogène entre l’ensemble des composants. Les diluants s’évaporent pendant le séchage.
Les apprêts ont une limite fixée à 540 g par litre et les produits contenant des acides phosphoriques peuvent contenir jusqu’à 850 g par litre.
Les choix techniques
Si les apprêts et les vernis nécessitent peu de diluant, sinon pour assurer la fluidité du mélange résine-diluant, la base ne peut pas appliquer correctement les différents composants (pigments, paillettes…) sans une grande quantité de diluant. “D’un point de vue esthétique, les fabricants de peintures ne savent pas faire de base sans un fort volume de diluant, explique Thierry Leclerc, responsable technique et marketing France de Glasurit et R-M. La maîtrise de l’application d’une base métallisée tient au placement des paillettes d’aluminium parallèlement au support. Le film sec est d’une quinzaine de microns, dans lequel on doit mettre de manière parfaitement horizontale des paillettes d’aluminium qui font 35 microns. Il n’est pas possible de mettre les paillettes de travers. Le seul moyen pour obtenir un bon résultat est d’appliquer une couche importante “mouillée” contenant beaucoup de solvant et, au séchage, par contraction du volume, forcer la paillette à prendre sa place. On évapore le solvant qui peut être de l’eau, pour donner une couche mince.” Le résultat est impossible à atteindre avec une base à hauts extraits secs qui contient de ce fait peu de solvant. Avec 420 g par litre de COV, la part est très inférieure à 50 %. Pour permettre une application correcte, il faut jusqu’à 85 % de diluant dans l’application de la base. Pour rester conforme à la législation, c’est l’eau qui a été choisie comme fluide porteur des résines, pigments et autres composants. Néanmoins, l’eau et les produits cités étant incompatibles entre eux, la limite des 420 g par litre de produit sec permet de mettre des agents de solubilité.
Les HS ou hauts extraits secs
Poursuivant leurs recherches, les industriels ont trouvé des résines beaucoup plus fluides qui ne nécessitent pas une forte dilution pour être appliquées. Sans contrainte de positionnement de matières épaisses, les apprêts et vernis peuvent se contenter de volumes de diluant inférieurs. Les peintures non métallisées peuvent également être composées de la même manière. Ce sont des produits à hauts extraits secs. “Le rôle du solvant est juste d’obtenir la consistance adaptée. Le COV est dès lors inférieur à 420 g par litre”, explique Thierry Leclerc.
Des problèmes de fabrication
“C’est une révolution qui est intervenue en 2006, avec la peinture à l’eau, nous indique Frédéric Pflantz, responsable technique couleurs et formation chez PPG. Les moyens de production, comme les produits, sont très différents. C’est vrai pour les brillants directs et les vernis. Pour un produit traditionnel, on prend une résine que l’on choisit pour ses propriétés d’application. On mélange des additifs, des charges et des pigments, et du diluant. Mais avec les produits à hauts extraits secs, on a complètement changé la nature des résines pour qu’elles soient elles-mêmes plus fluides. Pour résumer, il y a vingt-cinq ans, une résine était épaisse comme du miel, celles qui sont dans les produits actuels ressemblent à du sirop. Il y a donc eu une recherche fondamentale très importante pour réussir à fabriquer des produits avec aussi peu de solvant comme diluant.”
Pour les produits en phase aqueuse, le problème est encore plus important. Pour PPG et le plus grand nombre de fabricants, les résines et les pigments sont en suspension dans l’eau. “Les résines, par nature, ne sont pas solubles à l’eau, précise Frédéric Pflantz. Il a donc fallu trouver des astuces de formulation pour les stabiliser dans l’eau. Elles sont en suspension, c’est une émulsion, un peu comme une mayonnaise. Les formulations sont très différentes et particulièrement complexes. Les appareils de production sont complètement différents. Ils doivent entre autres résister à l’eau et sont désormais en inox.”
La question de l’application
Si les peintures à hauts extraits secs s’appliquent traditionnellement, avec un séchage qui peut même être d’une durée réduite, les peintures à l’eau ont, dès leur apparition, recueilli des critiques. Séchage long et température de cabine élevée pénalisaient cette solution chez le carrossier qui voyait sa rentabilité chuter. “Les peintres doivent disposer de cabines plus performantes, avance Frédéric Pflantz. La contrainte des produits à l’eau est soumise au taux d’humidité dans l’air. L’air est dépourvu de solvants dans son état normal. Avec la peinture à l’eau, qui émet beaucoup d’eau lors du séchage, si l’air ambiant a un fort taux d’humidité, le séchage sera plus difficile. C’est la différence avec les produits solvantés. On n’était jamais à saturation et le séchage se faisait toujours de manière identique. Par 8 °C en bord de Seine, on est très rapidement à saturation et on ne peut plus sécher correctement une application à l’eau. Pour contourner cela, on utilise de l’air pulsé. On met la cabine à quelques degrés au-delà de la température ambiante pour la pulvérisation, Ce sont des astuces qui sont rentrées dans les habitudes. C’est plus une adaptation des clients aux produits à l’eau que l’évolution des technologies. Les fabricants font également des progrès avec des peintures qui sèchent plus rapidement, mais les clients se sont adaptés à ces contraintes.” Côté R-M et Glasurit, les remarques sont identiques pour Thierry Leclerc : “Le problème de la peinture à l’eau vient de sa difficulté à évaporer le solvant. L’eau ne s’évapore pas facilement, en comparaison des solvants organiques. C’est la raison pour laquelle l’eau est constituante de tous les organismes. Ce ne serait pas possible avec les produits organiques. L’eau ne s’évapore que si l’air autour peut en absorber. Cette propriété tient à l’humidité relative de l’air qui dépend de la température. Plus l’air est chaud, plus il peut emmagasiner d’eau. Si c’est identique pour les solvants, leurs volumes en vapeurs dans l’air sont infimes. On peut donc en mettre beaucoup avant d’atteindre la saturation. Il faut constater que l’air se sature au contact d’une surface qui contient beaucoup d’eau. Si l’air ne circule pas autour de la surface qui doit sécher, l’évaporation est impossible. Par contre, si un renouvellement de l’air est fait, le transfert de la vapeur d’eau est rapide. Les cabines ont désormais des venturis qui accélèrent le renouvellement de l’air au contact de la peinture. Il suffit juste de balayer l’air à la surface de la peinture. Contrairement à la ventilation de la cabine qui sert à plaquer les brouillards de peinture au sol et qui subit les tourbillons qui sont présents autour de la pièce à peindre, le venturi est là pour accélérer le séchage. Les nouvelles cabines sont étudiées pour cette fonction.”
Les technologies des bases à l’eau
Plusieurs principes sont mis en œuvre pour proposer des peintures diluées à l’eau. “Dans la base à l’eau, on trouve de l’eau, de la résine et des agents stabilisants qui vont au moment du mélange assurer la séparation de l’eau et de la résine, et faire en sorte que le mélange soit stable”, explique Frédéric Pflantz.
Autre procédé chez R-M Glasurit : “Pour ce qui est de la technologie BASF, la teinte de base est proche d’une teinte de base traditionnelle, indique Thierry Leclerc. Il n’y a pas d’eau dans la teinte de base, c’est ce qui nous permet de garantir cinq ans la durée de vie d’un produit. C’est nécessaire pour équiper les laboratoires de peinture, où toutes les bases ne sont pas utilisées dans les mêmes volumes. Il y a des bases qui peuvent rester dans l’armoire pendant plusieurs années. Sinon, la durée de vie serait de neuf ou douze mois garantis. Notre produit est très concentré et, à la pesée, on ajoute les additifs hydro qui font la dilution. L’additif hydro est composé en partie de la résine qui est en solution dans l’eau. Le pigment est broyé dans une résine polyuréthane (procédé BASF). Les solvants sont exclusivement des dérivés d’alcools.” Les propriétés de solvant de l’alcool sont utilisées pour agir sur la miscibilité de l’eau, des résines et des pigments.
Un passage obligé
La peinture à l’eau est donc un choix inéluctable pour le peintre. Les techniques d’application sont désormais bien maîtrisées, les cabines ont été adaptées et les nouvelles cabines proposées prévoient une meilleure circulation des veines d’air à l’intérieur. “Rien ne prouve que d’ici deux ans, on ne trouvera pas une technique qui permette un séchage aussi rapide pour un produit à l’eau et à hauts extraits secs”, indique Thierry Leclerc. Il n’y aurait alors plus aucun argument en faveur des hauts extraits secs.
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ZOOM - Les 3 composants d’une peinture
On trouve dans l’application d’une peinture : un apprêt, une teinte de base (qui donne la couleur) et un vernis. L’apprêt sert à constituer une couche unie et régulière (il peut être poncé de ses défauts). La base remplit deux fonctions. D’une part, elle donne à la peinture la couleur qui définit le résultat final, en mélangeant les pigments, d’autre part, elle transporte et stabilise les paillettes des teintes métal et les particules des autres peintures à effets. Troisième couche, le vernis assure la protection et l’aspect brillant (ou mat, selon les modes) que ne peuvent plus assurer les bases métallisées. L’épaisseur de chaque couche est à peu près de 10 à 70 microns pour l’apprêt, une vingtaine de microns pour la base, 40 à 60 microns pour le vernis.
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FOCUS - Les esters de glycol en question
Une polémique a marqué l’arrivée de certains produits sur le marché, qui contenaient des esters de glycol, réputés cancérigènes. BASF s’explique : “Les esters de glycol sont des alcools. Il y en a dans les peintures à l’eau, mais il y a des bons esters de glycol et des mauvais. BASF utilise des produits qui sont autorisés. Il est hors de question que, pour un produit respectueux de l’environnement et de la sécurité tel qu’une peinture à l’eau, les produits comportent une “tête de mort” sur le bidon”, nous a indiqué Thierry Leclerc.
Dossier réalisé avec le concours de Glasurit, PPG, R-M.