Étude de la mise au point d'un vernis industriel à base de colophane et d'huile végétale

Le sujet de cette thèse est la mise au point d’un vernis industriel à base de colophane et d’huile végétale. Le but est de développer l’utilisation de la colophane issue de la résine de pin maritime pour fabriquer un vernis en se basant sur la connaissance des savoir-faire anciens (Tirat 2016). Nous nous sommes intéressés aux vernis employés à la fin du XVIIème et au début du XVIIIème siècle par le luthier Antonio Stradivari. Ses vernis d’une qualité exceptionnelle étaient obtenus à partir de colophane de pin et d’huile de lin (Echard 2010). La thèse consiste à s’inspirer de ces techniques anciennes pour fabriquer un vernis biosourcé industrialisable et de performances élevées, tout en utilisant la ressource locale, la résine de pin maritime des Landes. La thèse se déroule dans le cadre du projet collaboratif Stradivernis labellisé Xylofutur qui associe l’Université de Pau et des pays de l’Adour, la Cité de la musique (Paris), le FCBA, l’Université de Créteil, les entreprises Holiste (Biscarosse), Concept Aquitaine (Bordeaux), Finsa (Morcenx), Meubles Goisnard (Belin-Beliet) et l’association Api’Up (Capbreton). Les matières premières utilisées sont l’huile de lin crue (Onyx) et la colophane issue de la résine de pin maritime de Biscarosse (Société Holiste, Landes). Après distillation de la résine à basse pression et basse température, les mesures du taux de térébenthine résiduel dans la gemme sont réalisées avec un analyseur thermogravimétrique. Les huiles et les colophanes sont traitées thermiquement avec une plaque chauffante et la température réelle de l’huile est mesurée avec un thermocouple. Les vernis sont ensuite formulés avec de l’huile de lin, de la colophane et des additifs et mélangés grâce à un agitateur magnétique chauffant. Les formulations sont appliquées au pinceau et polymérisées avec des lampes UVA. Les couleurs des films sont mesurées avec un spectrocolorimètre (Ci62, X-rite). La brillance est mesurée avec un brillancemètre (micro-gloss, BYK Gardner). La résistance à l’arrachement est mesurée avec un testeur d’adhérence à l’arrachement de la marque (TA, Positest).Les analyses sont réalisées avec les appareils suivants : analyse calorimétrique différentielle par balayage (DSC Q20, TA instruments), analyseur thermogravimétrique (Q500, TA instruments), HPLC (DAD Ultimate 3000 Thermo Scientific) et un spectromètre de masse Orbitrap (Thermo-Fisher, LTQ Orbitrap Velos).Les expériences menées se sont portées sur trois axes :- Les traitements thermiques de l’huile de lin et leurs influences sur le film de vernis. Cinq traitements ont été testés : l’huile crue, deux traitements thermiques inférieurs à 200°C, un rinçage de l’huile à l’eau avant un traitement thermique inférieur à 200°C, et une standolisation à 400°C sous azote.- Les traitements thermiques de la colophane et leurs influences sur le film de vernis. Quatre traitements ont été testés : la colophane crue et trois traitements thermiques 180°C, 200°C et 250°C pendant 30 minutes.- L’ajout d’additifs minéraux et leurs influences sur la polymérisation et la qualité du film de vernis.Les traitements thermiques sur l’huile et la colophane semblent influer sur la qualité du film de vernis, notamment sur sa brillance et sa résistance aux solvants. L’ajout d’additifs améliore considérablement le temps de séchage du film et ses caractéristiques techniques. Un dépôt de savoir-faire est en cours sur ces formulations avec additifs.