Les gravures chimiques du cuivre
Pour aller un peu plus loin que l’article sur la gravure, je vais détailler ici les différents types de gravure chimique sur cuivre qu’un émailleur peut utiliser (il en existe sans doute d’autres mais je ne les connais pas.)
Gravure à l’acide nitrique : HNO3
Préparation : ça passe
Dans le sens, pas super facile à manipuler vu que l’acide nitrique est très légèrement corrosif. Mon émailleur préféré m’a conseillé de mettre 3 volumes d’acide nitrique pour 10 volumes d’eau. Pour trouver de l’acide nitrique, ce n’est pas super simple non plus. Il existe encore quelques droguerie qui vendent ça mais c’est assez rare.
Dangerosité : euh ? Dangereux !
Cette solution est pour les aventuriers. Les mecs qui n’ont pas peur des préparations dangereuses, pas peur de mettre leur vie en danger pour graver des plaques de cuivre. Déjà, théoriquement faut enfiler des gants résistants, des lunettes de protection, des vêtements couvrants et un masque à gaz pour éviter les projections et les émanations de gaz (ou avoir un extracteur mais comment dire…ce n’est pas mon cas). Il ne faut bien entendu jamais oublier de ne jamais mettre de l’eau dans l’acide mais bien l’acide dans l’eau au risque de se faire brûler au 3eme degré. Le dégagement gazeux lors de la gravure est très irritant pour les voix respiratoires. Bref, c’est dangereux.
Je traduis pour les chimistes : Cu + 4 HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O et le gaz NO2 , c’est pas cool.
Gravure : Efficace
La gravure est rapide (très rapide?…trop rapide ?) à condition que le vernis soit capable de résister. Normalement, c’est le procédé employé pour réaliser les gravures dite à eau forte. Mais tous mes essais avec ce produit ont été de lamentables échecs. Le vernis n’a jamais tenu. Mes pièces de cuivres ont perdu 1/3 de leur poids après chaque bain d’acide. Faut dire que je suis incapable d’attendre les 5 minutes nécessaires à la gravure alors, après une heure, la pièce est généralement rongée. Pour les puriste de la gravure top nickel droite, l’acide nitrique a quelques défauts. En effet, la réaction produit un gaz, qui fait des bulles deNO2 sur le cuivre. Quand la bulle est suffisamment grosse, elle se détache pour aller exploser l’air libre et dans vos bronches car vous avez encore oublié de mettre votre masque. Et c’est pour cela que les bords de la gravure sont plein d’une suite de petits trous, trace des dernières bulles et non pas d’une ligne bien droite.
Conservation : Nickel
Je crois que cette solution se conserve bien dans un récipient hermétique (pour éviter les vapeurs). Il faut bien entendu prendre un récipient en verre ou en plastique capable de résister à la solution et qui ne laisse pas passer la lumière, apparemment ça dégrade l’acide. Pour s’en débarasser, je mettais tout dans un bidon et j’emmenais ça à la déchetterie. Il est aussi possible de neutraliser la solution avec de la soude (on en trouve dans tous les magasins de bricolage) ou du bicarbonate et vérifier au papier pH que la solution est redevenue neutre.
Gravure à l’acide chlorhydrique : HCl
Préparation : Pas super facile
Comme disait Aristote, « la gravure à l’acide chlorhydrique, c’est un peu relou à préparer ». Une recette efficace pour la gravure du cuivre est 1 vol d’eau + 0.6vol de HCL à 30% + 0.3 vol d’eau oxygénée à 130 vol. La solution est transparente, c’est un bon point mais dangereuse à manipuler. L’acide chlorhydrique se trouve dans les magasins de bricolage traditionnels de type castorama.
Dangerosité : Dangereux
Comme pour l’acide nitrique, il faut avoir toutes les protections pour ne pas perdre, un bras, un oeil, ses cheveux. Contrairement à l’acide nitrique, le dégagement gazeux lors de la gravure est assez faible mais toujours très irritant pour les voix respiratoires. Bref, lui aussi est dangereux.
Gravure : Efficace
Ici, rien à redire, la gravure est rapide et propre si le vernis est capable de résister à l’attaque de l’acide. Ce n’est pas toujours le cas. Et quand je dit que la gravure est rapide…c’est le cas. C’est pas super adapté pour moi car, comme pour la cuisine, j’ai tendance à faire 15 000 trucs en même temps et oublier l’acide sur le feu. Le verdict est radical : la gravure est loupée. Il faut tout recommencer. Et second point : il ne faut pas oublier de très bien rincer la plaque au risque de voir le cuivre continuer à se graver.
Conservation : Parfait
Cette solution se conserve bien. Il faut la jeter quand elle est trop bleue (couleur due aux ions Cu2+). Pour neutraliser la solution, il faut la diluer dans un grand volume d’eau (toujours verser l’acide dans l’eau!!) et pouf, dans les toilettes. Enfin, …c’est ce que je fais… Les puristes pourront ajouter de la soude et vérifier au papier pH que la solution est redevenue neutre.
Gravure au persulfate d’amonium : (NH4)2S2O8
Préparation : Trop easy
Il est très facile de préparer la solution. Il suffit de mélanger 125g de persulfate d’ammonium sous forme de cristaux dans un litre d’eau froide (pour faciliter sa dissolution). Il faut mettre quelques cuillères de poudre dans de l’eau, touiller et pouf, la solution est prête. J’ai acheté le persulfate d’ammonium, sur un site web spécialisé en micro-électronique (www.micro-modele.fr mais y’en a plein d’autres).
Dangerosité : Un peu dangereux mais ça va
Comme tous ces produits, il est conseillé d’éviter le contact avec la peau. Lors de la gravure, il se produit un dégagement d’ammoniaque… c’est pas top, il faut donc travailler en extérieur. Ce dégagement est dû à la réaction avec l’eau donc évitez de respirer la solution après y avoir mis le persulfate en poudre.
Je traduis pour les chimistes : (NH4)2S2O8 + H20 = S2O82− + 2NH4+ + H2O Or NH4+ + H2O = NH3(gazeux) + H3O+
Gravure : Parfait
Ce produit permet de faire des gravures fines et, comme c’est une solution transparente, cela permet de voir l’avancée de la gravure. Un bon point. Il est préférable de chauffer le produit au bain marie aux alentours de 40°C pour accélérer le processus de gravure. Et donc au fur et à mesure que le cuivre va, techniquement parlant, se faire bouffer, la solution va virer au bleu à cause des ions Cu2+. Que c’est beau !!
Conservation : Bof
Je crois que les ions S2O82− s’oxydent et que donc leur concentration diminue avec le temps. Donc grosso modo la solution est rapidement fichue. Le moyen que j’ai trouvé pour gagner un peu de temps c’est de mettre la solution dans un bidon à soufflet qu’on trouve dans les labos photo. Ça permet de virer l’air et donc d’éviter le principe d’oxydation. Pour se débarrasser de la solution usagée, c’est plus chi… il faut la déposer à la déchetterie en bidon étanche et étiqueté.
Gravure au persulfate de sodium : Na2O8S2
Préparation : Trop easy
Aussi facile à préparer que le persulfate d’ammonium. C’est aussi autour de 125g pour un litre. Il faut mettre quelques cuillères de poudre dans de l’eau et pouf, la solution est prète.
Dangerosité : ça passe
Lors de la gravure, il n’y a pas de dégagement gazeux si vous chauffez autour de 40°C pour accélérer le processus. Je crois que le persulfate de sodium produit des gaz toxique si la solution est chauffée à 100°C. Donc si vous ne chauffez pas à ce point, aucun souci. Par contre, il est conseillé d’éviter le contact avec la peau (et d’éviter de l’ingérer et d’en donner au chat).
Gravure : Parfait
On obtient les mêmes résultats qu’avec le persulfate d’ammonium à condition que la solution soit chauffée autour de 45-50°C. Mais je dis ça j’ai jamais testé le produit.
Conservation : Bof
C’est comme le persulfate d’ammonium, elle s’oxyde avec le temps et donc se conserve mal.
Gravure au perchlorure de fer : FeCl3
Préparation : ça passe
Le perchlo s’achète soit tout prêt en bidon soit sous forme de granules jaunes à dissoudre dans l’eau. ça marche mieux lorsqu’il est chauffé (apparemment 40°C c’est idéal, au-delà de 48°C il dégage des gaz toxiques). Par contre la solution est brune (difficile de voir la pièce gravée) et extrêmement tachante que ce soit pour les fringues, pour le récipient, pour les éléments posés à proximité. Que celui qui n’a jamais rien salopé avec du perchlorure de fer me jette le premier seau de perchlo.
Dangerosité : ça passe
A part ne pas manipuler sans gants et ne pas boire, il n’y a pas trop de danger à manipuler du perchlo. Pas de gaz, moins corrosif que l’acide chlorhydrique, ça reste quand même un produit à manipuler avec attention mais très franchement, pour la dangerosité, c’est mon préféré.
Gravure : ça passe
Le perchlo est parfait pour le cuivre, il grave doucement. Par contre, la gravure est facilitée si la solution est chauffée. Le mieux même c’est d’avoir une graveuse à bulles, qui est vendue avec une résistance chauffante et une pompe bulleur. Ça permet d’avoir une gravure plus homogène. En plus, comme le perchlo coule sur la pièce, on peut voir l’avancé de la gravure. J’ai testé avec la machine du boulot et en effet. Le résultat est parfait. J’ai bousillé mon jean Gucci mais à part ça, c’est parfait.
Conservation : ça passe
La solution se conserve très bien dans un récipient hermétique. Quand elle devient trop verte, il faut la jeter. Pour cela, vous pouvez soit les porter en bidon étanche étiqueté à la déchetterie, soit le neutraliser avec une base. Pour cela, deux solutions : acheter un kit de neutralisation ou le faire vous-même. Les kit coûtent super cher donc le mieux c’est encore de prendre de la soude caustique que l’on trouve dans n’importe quel magasin de bricolage et du papier pH que l’on trouve dans n’importe quelle pharmacie. Il faut verser progressivement la soude dans la solution acide et de contrôler le pH qui doit être de 7 pour que la solution soit neutre. Vous oubliez tout ça pendant quelques jours pour que ça s’évapore puis vous jetez le dépôt sec à la poubelle. C’est plié.
Mais alors ? Que choisir ?
Moi, vu mon caractère étourdi, mon impatience naturelle et mes oublis fréquents, j’ai opté pour le persulfate d’ammonium. Facile à se procurer, facile à stocker. Un peu plus chiant pour s’en débarrasser certes. J’ai mis la solution dans un pot de confiture. Je la mets au bain marie plaque électrique réglée au minimum pour être autour de 40°C. Et je descends voir l’avancé du travail toutes les 20/30 minutes. Si je suis un peu en retard, c’est pas dramatique. Et si je me mets du persulfate sur les mains, je rince bien et ça suffit. Je ne cours pas le risque de me retrouver avec un trou au milieu. Après, toutes les solutions sont biens. Faut voir en fonction de vos besoins et capacités.
[ Ajout quelques années plus tard : En fait je crois que je préfère le perchlorure de fer. ]
Pour en savoir plus (de police et moins d’artistes) :
http://wiki.jelectronique.com/realisation_de_circuits_imprimes
http://www.gravuresurcuivre.com/heliogravure/gravure-au-perchlorure/
Merci pour ce formidable topo !
Je veux essayer pour des bijoux la gravure sur cuivre. J’habite en Corse et personne ne veut m’envoyer du perchlorure de fer (ni avion, ni bateau possibles !)
Je vais potasser ces méthodes et je finirais bien par trouver une façon de faire avec des produits que je trouve ici.
Je compte utiliser des tampons encreurs avec de l’encre stazon opaque. Normalement, ça marche…
Encore merci à vous.
C. Bouret
quel vernis conseillez vous? je fais des émaux sur cuivre et ça fait longtemps que je souhaite essayer cette technique…. Merci d’avance pour l’info et surtout pour ce super site!! 🙂
Alors là, sur ce point précis, je ne conseille rien.
Je peux vous dire simplement que j’ai acheté du vernis pour gravure à l’eau forte sur le site du géant des beaux-arts. Je ne suis pas méga satisfaite du résultat mais c’est peut-être dû à mes solutions acides qui sont trop fortes ou bien parce que je n’ai pas suffisamment dégraissé mon cuivre avant application.
Pour la technique de gravure à l’insoleuse, j’utilise du vernis photosensible en pellicule fine et homogène. J’ai acheté du vernis sur micro-modèle.fr. Là encore, mes solutions bousillent parfois le vernis.
Un des émailleurs que j’ai rencontré utilisait du vernis pour gravure lefranc-bourgeois mais il le diluait avec un autre truc (quoi ? je ne sais plus) pour obtenir une consistance à sa convenance.
Comme c’était relou, je n’ai pas tenté 🙂
Bonjour bonjour,
Je suis avec intérêt votre blog et une question d’une naïveté rare m’est venue : est il impossible de faire du cloisonné (comme avec la scie bocfil) en perforant une plaque par gravure chimique et en l’accolant à une plaque pleine ?
J’imagine que non mais dans le doute, mieux vaut poser la question =). Idem, qu’utilisez vous pour coller deux plaques ensemble ?
Je n’ai jamais percé une plaque à l’acide.
Les principales difficultés que j’y vois sont :
– il va falloir graver une plaque d’au moins 0,5 pour avoir une épaisseur suffisante pour faire le cloisonné.
– il faut graver la plaque la plus fine possible pour que la gravure soit la plus nette possible. Est-ce que 0,5 n’est pas trop ? je ne sais pas.
– Vous allez perdre une grande quantité de cuivre qui sera dissoute avec l’acide alors que la scie permet de récupérer les chutes.
– avoir une gravure aléatoire car les bords seront possiblement pas très nets (plus la gravure est profonde plus on dégrade le tracé donc si on traverse la plaque, je ne garantie rien…)
– pas certaine que tous les acides soient capables de transpercer la plaque (le persulfate de sodium ne transpercera pas par exemple ou alors dans 10 siècles…l’acide nitrique est sans doute mieux adapté)
– comment gérer le derrière de la plaque ? où vernir ? faire une gravure dans les deux sens au risque de ne pas avoir le tracé pile poil au même endroit ?
Donc je conseillerais tout de même le cloisonné à la scie.
Je ne vois pas ce qu’apporte le cloisonné à l’acide si on transperce une plaque pour la coller sur une autre.
Autant graver à l’acide directement la plaque de base.
Pour coller les plaques j’émaille et contre-émaille la plaque pleine du dessous avec du fondant.
Une fois refroidie, je la remets au four avec la plaque découpée par dessus. quand le fondant va fondre, la plaque du dessus va s’enfoncer et permettra aux deux plaques de « coller ».
Attention : Le moment de l’introduction dans le four est assez critique car les deux plaques ne doivent pas bouger. Un léger glissement et c’est un cloisonné de travers à la sortie du four.
Il est toujours possible de rattraper en donnant des petits coups sur la plaque du dessus durant la cuisson pour redresser le bordel mais c’est assez grossier comme travail (en tous cas dans mon four microscopique, c’est un peu délicat)
J’aime vos questions d’une naïveté rare :), j’espère y avoir un peu répondu…
Effectivement, et merci beaucoup.
Je vais tester cela au prochaine vacances, enfin surtout les techniques de gravure chimique. Cette vidéo : http://www.youtube.com/watch?v=oTFzs5wb-Nw et votre blog m’ont donné envie d’essayer.
Par contre pour l’émaillage, je pense attendre un peu -beaucoup– tres longtemps– d’avoir du budget pour un four et de vraiment gérer les techniques de gravure.
Continuez comme ca, c’est bien présenté et très intéressant.
super merci 🙂
J’utilise le perchlorure de fer : il paraît qu’on peut l’acheter en bidon directement dosé au lieu de s’embêter à doser (mal) la poudre qu’on trouve facilement (géant des arts…). Il semblerait que dans le 13e arrondissement de Paris il y ait un fournisseur (le nom : genre Joopstoop) spécialisé en gravure qui a tout ce qu’il faut comme perchlorure de fer déjà dilué. Donc je place la solution (au pourcentage pifométrique) dans une boîte de conservation pour aliments, elle-même placée dans une boîte plus grande, avec couvercle, et le tout sur le heu… balconnet (une terrasse serait mieux). Je vernis allègrement au vernis au bitume les pièces (le dos, les côtés, le dessin sur le dessus) afin d’éviter que l’acide bouffe tout. Et je laisse tout ça plusieurs jours (la solution n’est vraiment pas très concentrée, si elle l’était correctement, ce serait de l’ordre de quelques heures). Pour nettoyer après le vernis au bitume, white spirit sur un tas de journaux (je prends l’autre fenêtre, ayant la chance d’avoir un appart avec DEUX fenêtres). Angoissée de nature et fidèle lectrice des bouquins genre « Aventure et Survie en milieu hostile », je porte des gants Leroy-Merlin verts anti acides (environ 6 euro la paire), un masque à gaz 3M anti-ammoniaque (30 euros environ), des lunettes de protection Castorama (5 euros) et un tablier Casa rouge (7 euros)., ce qui me permet de rester une femme élégante J’ai également une radio à piles, une bâche, une lampe led et des réserves d’eau potable en cas d’attaque au gaz moutarde, mais c’est une autre histoire. Pour conclure : on obtient de charmantes pièces de cuivre gentiment creusées, parfois un peu vert-de-grises (solution : ammoniaque + parure complète décrite ci-dessus). Pour me débarrasser de l’acide je verse dedans du bicarbonate de soude, que j’achète de préférence en magasin de bricolage (très cher en pharmacie) ou en grande surface. Ca pshitte et au bout de quelques minutes la solution est neutre. Par prudence on laisse le dispositif à côté de la baignoire pendant quelques jours, trônant sur une serviette sacrifiée ; puis on peut jeter le tout, après avoir vérifié à la bandelette PH que c’est neutre.
Oui j’aime bien le perchlo mais malheureusement, si ça ne fait pas de trous dans la peau ou les fringues, ça tache énormément. Je déconseille l’utilisation en intérieur (bourgeois), même la céramique se colore en jaune moche après projection de perchlo. Et impossible à nettoyer. Ou alors il faut être équipée survie comme madame : gants, tablier, bottes, nappe, bâche, parapluie, … Un conseil : il faut normalement mettre la pièce à l’envers dans une solution de perchlo pour que le cuivre attaqué tombe au fond de la solution et ne gène pas la gravure.
Chère Anne, quant à vos angoisses du gaz moutarde, n’hésitez pas à développer plus en avant votre problème. Nous pouvons vous aider. 🙂
Bonjour,
« Il ne faut pas mettre d’eau dans un acide »… Oui, quand il s’agit d’acide sulfurique.Pour l’acide nitrique, qui était vendu en concentration de 68% (on ne trouve pas d’acide pur), le problème ne se pose pas. Il ne se pose pas d’autant plus que l’acide nitrique n’est plus disponible à la vente pour les particuliers… Merci à qui ? mais à l’europe bien sur…
la formule de la réaction chimique Cu + 4 HNO3 -> Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2 H2O, est fausse. Et il ne se dégage pas pas du NO2 mais du NO, qui est converti en NO2 (fumées rousses) au contact de l’air… Essayez avec 3Cu et 8 HNO3….
Gravure à l’acide chlorhydrique : l’eau oxygénée à 130 volumes n’est plus disponible à la vente pour les particuliers. Motif : on pourrait fabriquer avec, du peroxyde d’acétone qui fait BOUM !…
Perchlorure de fer : c’est salissant (mais les taches s’enlèvent avec de l’acide oxalique) et peu dangereux. Les dermatologues utilisent ce produit pour arrêter les saignements lors des petites interventions.