Fonte à la cire perdue
La fonte à la cire perdue est un procédé métallurgique de reproduction de formes complexes, couramment utilisé en bijouterie-joaillerie pour la fabrication de pièces uniques ou de petites séries.
Cette technique permet de transformer un modèle en cire en un objet métallique fidèle, avec un haut niveau de précision et de finition.
Principe général
La méthode consiste à créer un modèle du bijou en cire, à l’enrober dans un matériau
réfractaire pour former un moule, puis à faire fondre la cire pour créer une empreinte vide
dans laquelle le métal en fusion sera injecté. Ce processus s’éffectue en plusieurs étapes
techniques rigoureuses, exigeant un haut degré de maîtrise artisanale et une
compréhension fine des comportements thermiques et physiques des matériaux.
Origines et histoire
La fonte à cire perdue remonte à plusieurs millénaires. On retrouve des traces de son
utilisation en Mésopotamie, en Égypte et en Chine, où elle servait à produire des statues,
des bijoux et des objets rituels. Au fil des siècles, cette technique a évolué et s’est
perfectionnée, devenant un pilier incontournable de la fonderie artistique et industrielle.
Étapes de fabrication
Conception du modèle en cire
Le modèle est façonné en cire de bijouterie, manuellement ou par usinage numérique
(impression 3D stéréolithographique, FDM, etc.). Ce modèle doit intégrer tous les détails
de la pièce finale, y compris les tolérances nécessaires à l’usinage, au sertissage ou aux
ajustements ultérieurs.
Moulage à la cire perdue
A cette étape, il y a possibilité de réaliser un moule afin de garder une trace du modèle ou de le dupliquer.
Montage sur arbre (grappe de coulée)
Les modèles en cire sont fixés sur une tige central e en cire, formant une grappe appelée arbre de coulée. Ce montage est essentiel pour assurer une bonne distribution du métal lors de la coulée et éviter les défauts (porosités, retraits, inclusions).
Enrobage dans une masse réfractaire
L’arbre est inséré dans un cylindre métallique, puis coulé avec une masse réfractaire
(plâtre spécial de coulée) qui épouse les formes. Après durcissement, le cylindre est placé
dans un four de cuisson pour la phase de décirage.
Décirage thermique
Sous l’effet de la température (environ 730–850 °C), la cire fond et s’évacue par gravité, laissant une cavité parfaitement nette.
Cette phase est critique : une montée trop rapide ou une mauvaise évacuation entraîne des défauts d’impression ou des bulles.e.
Coulée du métal
Une fois le moule chauffé à température adéquate et la cire éliminée, le métal (or, argent,
platine ou alliage spécifique) est fondu dans un creuset et injecté dans la cavité par
centrifugation, pression sous vide, ou gravité. Le contrôle de température et de la fluidité
du métal est essentiel pour garantir un remplissage homogène.
Démoulage et parachèvement
Après refroidissement, le moule est détruit mécaniquement ou par trempage dans un bain
adapté. Les pièces sont ensuite séparées de l’arbre, nettoyées (sablage, ultrason, acide),
puis reprises en atelier pour les opérations de limage, émerisage, polissage, sertissage ou
finition de surface.
Avantages techniques
• Haute fidélité de reproduction (détails fins, textures complexes).
• Production de formes creuses ou organiques inaccessibles par usinage.
• Compatibilité avec la modélisation numérique et la prototypage rapide.
• Adaptabilité à différents métaux et alliages.
Contraintes et points de vigilance
Processus irréversible : chaque moule ne permet qu’un tirage unique.
• Nécessité de calibrage précis des cycles thermiques et des ratios cire / réfractaire / métal.
• Risque de porosités internes si la ventilation ou la température sont mal gérées.
• Contrôle qualité rigoureux requis.
Applications en bijouterie
Utilisée pour la production de pièces uniques, prototypes, ou petites séries, la fonte à cire
perdue est particulièrement adaptée pour :
• Bagues de formes complexes ou ajourées
• Corps de bague avec sertis intégrés
• Pendentifs sculpturaux
• Composants techniques (chatons, éléments mobiles)
Conclusion
Maîtrisée depuis l’Antiquité mais perfectionnée par les technologies modernes (impression 3D, simulations de flux, alliages sur mesure), la fonte à la cire perdue demeure une compétence essentielle du joaillier contemporain.
Elle nécessite un savoir-faire approfondi, une rigueur dans le contrôle des paramètres et un équipement adapté à chaque étape.
