LE RECYCLAGE DE LA CÉRAMIQUE

Le recyclage de la céramique est au cœur de mon projet de recherche : ça a d'ailleurs été ma motivation première, celle qui m'a poussé à m'engager dans un démarche d'écoresponsabilité. Il y a longtemps que l'absence de recyclabilité de la céramique finie me dérange. La fin de vie de mes créations est pour moi comme une ombre au tableau que je ne peux me résoudre à accepter, une réalité qui même si je n'y pense pas constamment au quotidien, demeure pour moi une source de préoccupations, un problème à régler... J'en ai d'ailleurs parlé dans un précédent billet de blogue.

Bien que l'on fasse tout ce qui est en notre pouvoir à l'atelier pour réduire nos déchets, il demeure qu'il y aura toujours des pièces ratées et brisées... Même s'il s'agit de quelques kilos de tessons par années seulement, qu'est-il possible de faire maintenant pour éviter que nos rebuts céramiques se retrouvent à l'enfouissement?

Même s'il existe certaines alternatives, je ne trouvais pas satisfaction dans les options existantes. Et une idée me restait toujours en tête : et s'il était possible de réintégrer mes propres rebuts céramiques dans ma production, et du même coup, arriver à appliquer le principe de circularité?

En faisant quelques lectures sur les pratiques écoresponsables en céramique, j'ai découvert que certains céramistes ailleurs dans le monde recyclent déjà leurs rebuts céramiques en les concassant en une poudre plus ou moins fine : Earth Tatva en Inde, Magnolia Mountain en Australie, Sara Howard au Royaume-Unis, Here & Now Pottery en Ukraine... Dans les dernières années, il semble même y avoir de plus en plus d'entreprises qui désirent réduire leur empreinte et qui proposent des produits fait à partir de céramiques recyclées : même IKEA a lancé une collection de vaisselle qui intègre leurs rebuts céramiques!

Mais à l'échelle artisanale, comment recycler ses rebuts céramiques? La solution est simple en théorie : en concassant la céramique en particules les plus fines possible! En réalité, ce n'est pas aussi facile. La céramique, bien qu'elle puisse se casser, est un matériau très résistant qu'il est difficile de broyer en poudre. Donc le problème, ce n'est pas de savoir quoi faire, mais bien de comment le faire...

De plus, la céramique, puisqu'elle est cuite, ne présente plus aucune plasticité, contrairement à l'argile. Par conséquent, la céramique broyée, même finement, constitue en quelque sorte un nouveau matériau, qui ne peut pas simplement en substituer un autre dans une recette de pâte ou de glaçure. Il me faut donc partir de zéro pour apprendre à connaître ce matériau, et comment travailler avec lui.

Dans un premier temps, j'ai voulu amorcer mes tests avec ce que j'avais sous la main à l'atelier : un marteau. J'ai concassé le plus finement que j'ai pu une petite quantité de céramiques en m'installant directement sur un plancher de béton et en recouvrant les morceaux de céramique d'une linge résistant (ne pas oublier de porter des lunettes de sécurité si vous décidez de tenter l'expérience à la maison!). J'ai rapidement constaté que j'obtenais ainsi différentes granulométries dont une poudre plutôt fine. J'ai donc fait plusieurs tamisage successifs afin de récupérer les particules les plus fines, et les séparer par granulométrie (petite parenthèse ici pour répéter l'importance de porter un masque et de s'installer dans un endroit bien ventilé lorsqu'on tamise des matières sèches).

J'ai décidé de faire un premier test pour évaluer la fusion de ces poudres, pour voir si la granulométrie aurait un impact. Je précise ici que mes rebuts céramiques étaient composées de céramiques émaillées cuites à cône 6.

Après cuisson, les particules avaient le même aspect qu'à l'origine, sauf qu'elles étaient collées ensemble, probablement dû à la glaçure des tessons broyés : en faisant quelques calculs, j'estime que ma céramique est composée d'environ 80% de pâte céramique et 20% de glaçure. Comme la glaçure a un point de fusion beaucoup plus bas que la pâte, il est donc logique que les particules s'agglutinent lorsqu'elles sont recuites à maturité. Mais au final, les granulométries testées n'ont pas semblé avoir d'impact sur la fusion.

Dans un deuxième temps, j'ai voulu tester des équipements qui me permettraient de broyer la céramique plus facilement. J'ai commencé par tester le Crazy Crusher, un broyeur manuel.

Bien qu'il ne soit pas spécifiquement conçu pour broyer de la céramique, je suis encore là arrivée à obtenir différentes granulométries. L'exercice était physique, mais il a tout de même été plus aisé que je ne m'attendais. J'ai broyé environ 750 g, au plus fin qu'il était possible de faire, en 3 batches. J'ai fait plusieurs tamisages successifs ensuite, et c'est environ 70 g de poudre de 80 mailles et plus que je suis arrivée à récupérer, soit moins de 10%. 248 g de matières ont passé à travers un tamis de cuisine, et me donnaient ce que je qualifierais de chamotte grossière. Enfin, c'est 394 g de rebuts qui n'arrivaient pas à passer à travers le tamis de cuisine, soit plus de la moitié.

Dans un troisième temps, c'est un broyeur à roches électrique que j'ai testé. Une machine puissante, qui bien qu'elle ne soit pas non plus conçue pour concasser de la céramique, m'a permis d'en broyer une grande quantité. J'ai utilisé la grille la plus fine (3 mm) et j'ai concassé environ 17 kg de tessons céramiques. J'ai décidé de les tamiser avec un tamis de cuisine dans un premier temps, ensuite un tamis 40 mailles, puis finalement un tamis 60 mailles. 4,6 kg de matières ne passaient pas à travers un tamis de cuisine (granulométrie évaluée entre 7 et 10 mailles), soit environ 27% de la matière broyée. Pour ce qui est du reste, j'ai obtenu environ 45% de poudre 11 à 39 mailles, près de 9% de 40-59 mailles et près de 20% de poudre de céramique de 60 mailles et plus.

Concernant les différentes granulométries, comme je visais à tester la réintégration de mes rebuts céramiques à la fois dans mes pâtes et mes glaçures, et que le tamisage manuel est un exercice plutôt long et tout de même physique, je me suis finalement contentée de 60 mailles pour les particules les fines. J'aurais pu faire des tamisages supplémentaires à 100 et 150 mailles, car il est certain que la grosseur des particules a un impact sur la fusion du matériau : des particules plus fines pourront mieux se mélanger aux autres matières dans une recette, donc potentiellement mieux fusionner. Mais j'aurais eu encore moins de matières avec lesquelles faire mes tests. Il m'aurait idéalement fallu un ball mill, qui est un équipement conçu pour affiner les poudres, qui aurait pu être utilisé pour affiner les rebuts. Cependant, je n'avais  pas accès à une telle machine à ce moment-là.  Enfin, comme une finesse de plus de 80 mailles réduit la plasticité des pâtes céramiques, j'ai finalement décidé de m'en tenir à 60 mailles pour les particules les plus fines.

J'ai constaté, sans grande surprise toutefois, que les rebuts de céramiques biscuités sont extrêmement plus faciles et rapides à broyer que ceux de céramiques cuites à maturité. La poussière générée au broyage est aussi beaucoup plus importante. D'ailleurs, comme vous pouvez le constater sur les photos, j'ai utilisé la machine à l'extérieur, et je portais malgré tout mon masque, des lunettes, des gants et même des bouchons pour les oreilles, car bien que très performant, ce broyeur est bruyant et génère beaucoup poussières.

Je voulais mentionner en terminant que j'ai aussi tenté d'utiliser un moulin à grains pour broyer des tessons de céramique, mais que cela ne s'est pas avéré concluant du tout.

Comme je l'ai mentionné précédemment, il n'existe pas à ma connaissance de machines conçues spécifiquement pour le broyage de la céramique. J'ai vu certains céramistes sur les médias sociaux utiliser un broyeur à roches portatif qui s'installe sur une meuleuse (rectifieuse) d'angle. Cet équipement se vend en ligne, mais vient d'Australie. La description sur le site web dit qu'il est possible de broyer jusqu'à 1 kilo de matière en 2 minutes. Il pourrait s'agir d'une option intéressante, mais je poursuis tout de même mes recherches de ce côté.

Les rebuts céramiques comme chamotte
Je me suis par la suite lancé dans une série de tests visant à révéler l'impact de la granulométrie lorsque les rebuts céramiques sont utilisés comme chamotte dans une pâte céramique. J'ai utilisé la pâte 542 de PSH, un grès à cône 6 que j'utilise déjà à l'atelier. J'ai donc évalué la densité (taux d’absorption) et le retrait pour chaque plaque. Pour ce qui est de la quantité de chamotte, j'ai commencé par tester l'addition de 5 à 25% de chamotte.

Comme j'ai constaté que l'ajout de plus de 10% de chamotte affectait négativement la plasticité de la pâte, j'ai choisi de poursuive mes tests en évaluant l'ajout de 5 et de 10% de chamotte seulement. J'ai également testé mes différentes granulométries de rebuts céramiques, en commençant avec un mélange des différentes granulométries dans la première colonne à gauche sur l'image ci-bas, puis 7-10 mailles, 11-39 mailles et 40-59 mailles (dernière colonne à droite).

Au final, j'ai constaté qu'un ajout de 5 à 10% de chamotte augmente le taux absorption d'environ 1% seulement. Un ajout de 5% de chamotte semble diminuer le retrait d'environ 1%. La grosseur de la granulométrie ne semble elle pas avoir d'impact sur le retrait.

Pour découvrir le taux d'absorption d'une pâte, il s'agit de faire chauffer les plaques tests pour en retirer l'humidité, les peser, puis les recouvrir d'eau et les faire bouillir 2 heures, ou les laisser tremper à température ambiante toute la nuit. Ensuite, simplement les éponger et les peser à nouveau.

Quant à la plasticité, il est aisé de l'évaluer en faisant un colombin qu'on vient plier en boucle : pas de craques dans la pâte indique une pâte plastique, un peu de craquelures indique un manque de plasticité, et une pâte qui se casse confirme une absence de plasticité.

Pour plus d'informations sur les procédures détaillées, sachez que l'évaluation de la plasticité, du retrait et de la densité sont l'objet du premier exercice de laboratoire du livre Technologie des matériaux céramiques (Mimi Belleau).

Pour une céramique alimentaire, le taux d'absorption maximal recommandé varie selon les sources, mais selon mes recherches, il serait de 5%. Pour ma part, je préfère me rapprocher du 0 et privilégie un taux maximal d'environ 2%, car un pâte vitrifiée est plus résistante. De plus, une pâte poreuse aura tendance à tacher en plus d'être moins durable.

La granulométrie que j'ai préféré est la 40-59 mailles. Pour préserver au maximum la plasticité de la pâte, tout en bénéficiant des avantages de la chamotte (moins de déformation et de craques, plus de corps), j'ai choisi d'utiliser 5% de chamotte pour la suite.

Dans une prochaine publication, je vous dévoilerai mes différentes expérimentations en utilisant mes rebuts céramiques comme chamotte pour la réalisation de pièces façonnées...

En terminant, merci à mes collègues Loriane Thibodeau et Amélie Proulx pour leur gracieuse contribution à cette partie du projet.

À bientôt!

Cindy Labrecque tient à remercier le Conseil des arts et des lettres du Québec pour son soutien financier qui a permis la réalisation de ce projet.