Tuiles courantes : production, caractéristiques clés et types pour matériaux et ingénierie

Dans cet article, nous discuterons de : 1. Fabrication des tuiles courantes 2. Caractéristiques d'une bonne tuile 3. Types.

Fabrication des tuiles courantes :

Les quatre opérations distinctes suivantes sont impliquées dans le processus général de fabrication des tuiles courantes :

• (i) Préparation de l'argile
• (ii) Moulage
• (iii) Séchage
• (iv) Cuisson.

Chacune des opérations ci-dessus sera maintenant brièvement traitée.

(i) Préparation de l'argile :

L'argile sélectionnée est prise et elle est rendue libre de toute impureté telle que gravier, cailloux, etc. Une telle argile est ensuite pressée et convertie en poudre fine dans des malaxeurs.

Pour des tuiles de qualité supérieure, une grande quantité d'eau pure est ajoutée à l'argile en poudre et elle est bien mélangée dans une cuve. Le mélange est ensuite laissé reposer tranquillement. Les particules grossières et lourdes se déposent au fond de la cuve. Les particules fines sont prises dans d'autres cuves et l'eau est ensuite laissée à s'évaporer. L'argile fine restante après un tel processus est utilisée pour la fabrication des tuiles.

Pour rendre les tuiles dures et imperméables, un mélange de verre broyé et de faïence peut être ajouté en quantité requise à l'argile des tuiles.

(ii) Moulage :

L'argile est placée dans des moules qui représentent le motif ou la forme dans laquelle la tuile doit être formée. Le moulage peut être fait soit avec l'aide de moules en bois, soit par des moyens mécaniques, soit au tour de potier.

Les moules en bois devraient être préparés à partir de bois bien séché. L'argile est pressée dans de tels moules et les tuiles sont prêtes pour le séchage quand l'argile est retirée des moules. Il faut prendre soin de préserver la forme des tuiles pendant le retrait des moules. Les tuiles qui n'ont pas une section uniforme sur toute leur longueur sont moulées avec l'aide de moules en bois.

Le moulage avec l'aide de moyens mécaniques inclut la provision de machines et l'argile est pressée dans de telles machines pour obtenir des tuiles de section et forme désirées. Cette méthode de moulage est adoptée pour les tuiles ayant une section uniforme sur toute leur longueur. La coupe des tuiles en longueur désirée est effectuée avec l'aide d'un fil fin.

La méthode de moulage au tour de potier est similaire à celle adoptée par un potier dans la fabrication de vaisseaux en terre cuite. Cette méthode est adoptée quand la tuile est de forme parfaitement circulaire sur le tour. Elle peut cependant avoir un diamètre variant le long de sa longueur.

(iii) Séchage :

Les tuiles, telles qu'elles sortent des moules, sont placées à plat les unes sur les autres en nombre approprié. Différentes piles sont ainsi formées. Après environ 2 jours, l'irrégularité des tuiles due au gauchissement est corrigée avec un maillet en bois plat. Les tuiles sont ensuite soulevées car elles sont maintenant devenues dures à la main. Les bords et surfaces inférieures sont nettoyés. Elles sont empilées sur tranche sous un abri pour sécher pendant environ deux jours ou plus. Le séchage sous abri prévient le gauchissement et la fissuration des tuiles dus à la pluie et au soleil.

(iv) Cuisson :

Les tuiles sont ensuite cuites dans des fours. Un four typique, connu comme le four Sialkote, pour accommoder environ 30 000 à 40 000 tuiles est montré dans la figure 3-1. Il est circulaire en forme et est protégé par un abri. Une couche de briques est posée à plat sur les rangées de longs canaux étroits. La cuisson est effectuée en brûlant du bois placé dans ces canaux. Les briques sont arrangées de telle façon que des espaces ouverts sont laissés entre elles.

Au-dessus de la couche de briques, les tuiles séchées sont placées sur tranche couche par couche. La fermeture des portes est effectuée par maçonnerie en boue. Le sommet du four est couvert avec une couche de vieilles tuiles placées en condition lâche.

La régulation de la chaleur est importante pour obtenir de meilleurs résultats. Le feu est doux au début. Il enlève l'humidité. Il est ensuite élevé à environ 800 °C. Il est ralenti pour une période d'environ 6 heures et encore élevé à chaleur blanche, la température étant 1300 °C. Cette température est maintenue stable pour une période de 3 heures.

Le processus de ralentir le feu pour 6 heures et puis élever la température à chaleur blanche est répété. La chaleur blanche est maintenue pour 4 heures. Finalement, les canaux sont remplis avec le combustible et les portes sont fermées par maçonnerie en boue. Le four est ensuite graduellement laissé à refroidir. Il nécessite environ 72 heures pour compléter le processus de cuisson des tuiles.

Les tuiles sont sorties du four. Les tuiles sous-cuites sont triées et elles sont placées sur le sommet du four dans la cuisson subséquente des tuiles. On voit ainsi que ce four est un four intermittent.

Un nouveau processus automatique connu comme la technologie de cuisson unique a été découvert et il a résulté en une réduction drastique du cycle de cuisson de 72 heures dans l'ancienne méthode conventionnelle de double cuisson à une moyenne stupéfiante de seulement une heure.

Cette nouvelle technologie a réduit la consommation de combustible et abaissé le coût total de production. La nouvelle technologie a augmenté la qualité, le design et la polyvalence des tuiles et ainsi un nouveau chapitre de découverte s'est ouvert pour l'industrie céramique.

Caractéristiques d'une bonne tuile :

Voici les caractéristiques d'une bonne tuile :

• (i) Elle devrait être libre de toute fissure, défaut ou courbure.
• (ii) Elle devrait être régulière en forme et taille.
• (iii) Elle devrait être saine, dure et durable.
• (iv) Elle devrait être bien cuite.
• (v) Elle devrait donner un son clair et sonore quand frappée à la main ou l'une contre l'autre ou avec un marteau léger.
• (vi) Elle devrait s'ajuster correctement, quand placée en position.
• (vii) Elle devrait donner une structure uniforme et compacte quand vue sur sa surface brisée.
• (viii) Elle devrait posséder une couleur uniforme.

Types de tuiles courantes :

Selon l'utilisation à laquelle les tuiles sont destinées, voici leurs différents types :

• (i) Tuiles de drainage
• (ii) Tuiles de sol ou de pavage
• (iii) Tuiles de toit.

(i) Tuiles de drainage :

Ces tuiles sont préparées de telle façon qu'elles conservent une texture poreuse après cuisson. Ainsi, quand de telles tuiles sont posées dans des zones gorgées d'eau, elles permettent à l'eau de sous-sol de passer à travers leur squelette. Ces drains peuvent être circulaires, semi-circulaires ou segmentaires. Elles sont aussi utilisées pour transporter l'eau d'irrigation. De telles tuiles de drainage sont rarement adoptées de nos jours.

(ii) Tuiles de sol ou de pavage :

Les tuiles de sol ou de pavage peuvent être carrées ou hexagonales en forme. Ce sont des tuiles plates et leur épaisseur varie de 12 mm à 50 mm. La taille des tuiles carrées varie de 150 mm à 300 mm. Les tuiles de sol devraient être dures et compactes pour qu'elles puissent résister à l'usure d'une meilleure façon. Les tuiles de sol de section mince peuvent être adoptées pour le plafond aussi.

Pour préparer des tuiles de sol colorées, la substance colorante est ajoutée dans l'argile au moment de sa préparation. Les tuiles de sol de résistance comparativement moindre peuvent être adoptées pour la fixation sur murs.

Les tuiles de sol ou de pavage en céramique ont les avantages distincts suivants malgré leur coût élevé :

• (a) Elles sont disponibles dans une gamme infinie de couleurs et designs.
• (b) Elles sont plus faciles à poser car elles sont petites en taille.
• (c) Elles sont beaucoup plus légères que les mosaïques ou marbres.
• (d) Elles sont anti-rayures, anti-taches, anti-humidité ainsi qu'antidérapantes.
• (e) Elles ne nécessitent pas de polissage et le sol est prêt pour l'utilisation dès le lendemain.

(iii) Tuiles de toit :

Ces tuiles sont utilisées pour servir de couverture pour toit en pente. Divers types de tuiles de toit sont disponibles sur le marché.

Leurs variétés importantes sont les suivantes :

• (a) Tuiles Allahabad : Ces tuiles sont faites à partir d'argile sélectionnée. Le moulage de l'argile est fait sous pression dans des machines. La cuisson de ces tuiles est faite de telle façon qu'elles atteignent plus de résistance. Ces tuiles sont pourvues de projections pour qu'elles s'emboîtent l'une dans l'autre, quand placées en position. Les tuiles de formes spéciales sont faites pour les portions de hanche, faîte et vallée du toit. Ces tuiles sont largement utilisées dans le Nord-Ouest de l'Inde.
• (b) Tuiles ondulées : Ces tuiles ont des ondulations et quand elles sont placées en position, un recouvrement latéral d'une ou deux ondulations est formé. La pose de telles tuiles sur un toit donne une apparence de tôles ondulées galvanisées. Ces tuiles sont belles en apparence, mais elles peuvent être facilement emportées par un vent violent.
• (c) Tuiles plates : Ce sont des tuiles de sol ordinaires. Pour les fixer sur des liteaux, deux ou plusieurs trous sont prévus sur leur surface. Les recouvrements appropriés sont fournis aux côtés et bords.
• (d) Tuiles flamandes : Ces tuiles ont la forme de la lettre 's' avec dimensions 350 mm X 225 mm x 12 mm et elles sont préparées avec l'aide d'un moule. Ces tuiles ne forment pas une bonne couverture comme les tuiles plates et elles sont utilisées seulement pour les abris.
• (e) Tuiles Guna : Ce sont des tuiles en argile creuses coniques brûlées. Elles sont coniques en forme avec une base de 100 mm de diamètre à l'extrémité large et 75 mm à l'extrémité étroite. L'épaisseur de l'anneau annulaire est 6 mm. Ces tuiles peuvent être fabriquées au tour de potier et à cause de leur forme conique, elles peuvent être insérées l'une dans l'autre pour former un anneau de tuiles Guna. L'anneau peut être fait de forme appropriée telle que circulaire, elliptique, parabolique, etc.
• (f) Tuiles Mangalore : Ces tuiles sont de motif plat et elles sont pourvues de projections appropriées pour qu'elles s'emboîtent l'une dans l'autre, quand placées en position. Ces tuiles sont rouges en couleur et faites de motif double canaux Mission Basel Mangalore. Les tuiles Mangalore spéciales sont disponibles pour les portions de hanche, faîte et vallée du toit. On trouve qu'environ quinze tuiles Mangalore sont requises pour couvrir un mètre carré de surface de toit. Ces tuiles sont fabriquées à grande échelle dans le Sud de l'Inde spécialement à Mangalore, Cochin et Calicut. Cette industrie a été établie au début du 19e siècle par des missionnaires allemands. La première unité fabriquant des tuiles de motif Mangalore a été démarrée à Morvi, Saurashtra en 1951 et à présent, plus de 200 unités fonctionnent dans cette zone. Ainsi, Morvi est devenu le Bangalore de l'État du Gujarat et quelques autres unités, environ 30 ou plus, sont aussi situées dans les districts de Bulsar et Surat de l'État du Gujarat. Les tuiles de toiture de motif Mangalore deviennent populaires dans les zones rurales et semi-urbaines et elles sont utilisées par les groupes de revenus moyens et bas pour diverses raisons telles que l'effet architectural, la rareté et la hausse des prix des autres substituts, la croissance de la population, etc. La durée de vie de ces tuiles de toiture est estimée à environ 25 ans avec un remplacement d'environ 5 % par an. Selon le Bureau of Indian Standards (BIS) : 654-1962, les tuiles de motif Mangalore sont divisées en deux classes, à savoir, Classe AA et Classe A. Les caractéristiques de ces deux classes sont mentionnées dans le tableau 3-1. Les dimensions des tuiles Mangalore sont données dans le tableau 3-2.
• (g) Tuiles à godets : Ces tuiles sont courtes et lourdes. Elles sont moins courbées en section que les tuiles à pots. De telles tuiles sont moulées plates d'abord et puis elles sont données la courbure requise par moulage dans des formes appropriées. Le séchage et la cuisson des tuiles sont faits soigneusement pour obtenir une meilleure qualité de tuiles. Ces tuiles sont de longueur 330 mm à 380 mm et de largeur 230 mm à 280 mm.
• (h) Tuiles à pots : Ce sont des tuiles ordinaires demi-rondes de pays et elles sont aussi connues comme les tuiles à emboîtement. Elles sont préparées au tour de potier et la forme est donnée à de telles tuiles par un potier avec ses mains mouillées. Le polissage des surfaces intérieures et extérieures est fait soit avec un chiffon mouillé, soit avec une bande de cuir mouillée. Ces tuiles sont semi-circulaires en section et s'affinent le long de la longueur de 300 mm avec un diamètre d'environ 230 mm à l'extrémité large et d'environ 200 mm à l'extrémité étroite. Elles sont placées sur le toit avec leurs côtés concave et convexe alternativement en haut pour qu'elles puissent devenir auto-verrouillées. Un recouvrement d'au moins 80 mm est fourni aux bords, quand ces tuiles sont utilisées. Ces tuiles sont sujettes à se casser facilement et donc elles nécessitent un remplacement et réparation fréquents ce qui peut s'avérer extrêmement difficile. Avantages de ces tuiles : (i) Ces tuiles sont moins susceptibles d'être déplacées par les oiseaux. (ii) Ces tuiles peuvent être utilisées comme seule couverture du toit. (iii) Le toit en pente peut être rendu complètement étanche car le bon drainage est assuré par ces tuiles même quand la pente du toit est faible.