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Comprendre les cônes pyrométriques

cone pyrometrique

Face à des problèmes sur nos émaux, on doute toujours sur nos courbes de cuisson et nos températures. On oublie souvent une chose : la température affichée par notre four est prélevée par une sonde à un point précis. Plus le four est grand, plus le risque augmente que la température ne soit pas homogène dans la chambre. Plus le four est vieux, plus la sonde risque d’avoir un défaut sur sa prise de température.

Comment s’assurer que notre four monte à la bonne température et partout dans la chambre de cuisson ? Réponse : en utilisant les cônes pyrométriques, parfois appelés montres fusibles.

C’est leur utilisation la plus connue. Mais ces petites bêtes ne peuvent-elles pas nous aider pour améliorer notre maîtrise des cuissons ?

Qu’est ce qu’un cône pyrométrique ?

Les cônes pyrométriques sont de petits objets triangulaires fabriqués à partir de matière céramique. Ils sont conçus pour fondre à des températures spécifiques.

Pour être plus précise, les cônes sont conçus pour mesurer une « dynamique thermique ». Elle tient compte à la fois de la température et du temps de chauffe. Ils fournissent une représentation visuelle du déroulement de notre cuisson.

cone pyrométrique four ceramique

Qu’est que la dynamique thermique ?

La dynamique thermique est une notion qui prend en compte la température et le temps. Pour être plus précis scientifiquement, on parle de travail thermique. Dans nos fours de céramiste, les caractéristiques que nos cônes mesurent sont la température de cuisson maximale associée à la vitesse de chauffe des 100 derniers degrés. C’est précisément cette séquence de ta cuisson que la fonte de tes cônes va refléter.

Cette dynamique est importante pour notre argile et nos émaux. Tes pièces ne réagissent pas pareil face à une montée très rapide à une température donnée ou une montée très lente à la même température. On connait l’importance de la durée de refroidissement pour certains émaux, c’est également une histoire de dynamique thermique mais nos cônes ne nous diront rien sur le refroidissement.

On arrive à l’essentiel. L’idée que tu dois absolument retenir est la suivante :

Un cône ne correspond pas à une température précise. Il correspond à une dynamique, c’est à dire une quantité de chaleur absorbée dans les 100 derniers degrés avant la température maximale.

four ceramique cone pyrometrique

Une exemple pour mieux comprendre

J’ai une recette d’un émail qui doit être cuite à cône 7. J’ai trois solutions :

  • cuire cet émail avec une rampe finale de 60°C/h et une température maximale de 1239°C : cuisson normale.
  • le cuire avec une rampe finale de 150°C/h et une température finale de 1257°C : cuisson rapide.?
  • le cuire avec une rampe finale de 15°C/h et une température finale de 1201°C. ?

Dans les trois cas, ma pièce sera cuite à cône 7.

En cuisson normale, les 100 derniers degrés auront duré 1h40min, en cuisson rapide 40min et en cuisson lente 6h40 ! ? Mais ma pièce aura reçu la même quantité de chaleur sans avoir été exposée à la même température maximale.

Rendons à César ce qui est à César ! Ce phénomène essentiel en céramique a été mis en évidence par Hermann Seger. Ce chimiste allemand est également à l’origine de la fameuse Formule de Seger.

Le tableau de référence des cônes pyrométriques: explications

cone pyrométrique

Dans la colonne de gauche, tu trouves le numéro du cône. Attention il y a un piège ! Le cône 04 n’est pas le cône 4 !

Les trois premières colonnes – section « Regular SSB » – correspondent aux trois vitesses de chauffe : 15°C/h, 60°C/h puis 150°C/h. Elles fournissent donc les trois températures pour chaque cône. Cette section de trois colonnes concernent des cônes autoportés.

Les trois suivante – section « Iron free SSK » – correspondent à des cônes autoportés sans fer. Ils sont utilisés pour des cuissons en réduction.

Les deux colonnes suivantes – section « Regular LRB » – fournissent les températures en rampe moyenne et rapide pour des cônes nécessitant un support. Tu remarqueras que les températures ne diffèrent que de quelques degrés par rapport aux cônes autoportés.

Les deux suivantes – section « Iron Free IFB » – sont pour les cônes sans fer nécessitant un support.

Enfin, la dernière colonne concernent de petits cônes utilisés comme dispositif d’arrêt automatique sur des fours ancienne génération.

A retenir : on utilise les colonnes « Regular SSB ou LRB » qui sont quasi identiques pour les rampes 60°C/h et 150°C/h.

Comment utiliser les cônes ?

On place les cônes sur un support dédié pour éviter qu’ils ne chutent. Ce support est facilement fabricable avec un peu d’argile. Il faut assurer un maintien ferme de la base du cône et sa position a une légère inclinaison.

Ou, plus simple, on se paye le luxe des cônes autoportés et les problèmes d’inclinaison et de support disparaissent !

Au terme de la cuisson, la façon dont le cône a fondu te permettra de savoir si la quantité de chaleur fournie par ton four a été atteinte, dépassée ou insuffisante. En général, on les utilise par 3 pour essayer de cerner la température cible. On doit se retrouver avec un cône complètement fondu (cône inférieur), un cône courbé à 90°C (cône cible) et un cône qui a commencé à fléchir  (cône supérieur).

interpreter cones pyrometriques

Pour mieux comprendre les 90°C et la position inclinée de départ, voici un dessin très instructif.

utiliser cones pyrométriques

Pourquoi utiliser les cônes pyrométriques ?

Les cônes étaient très utilisés dans les anciens fours pour contrôler les cuissons à travers le judas du four. Les progrès sur les fours électriques actuels les ont rendus obsolètes. Ils gardent cependant une utilité pour plusieurs points :

  • Mesurer une quantité de chaleur est plus précis qu’une température seule. En déterminant avec des cônes la quantité de chaleur nécessaire pour cuire correctement ta pièce, tu es en mesure de reproduire cette cuisson. Un jour, tu devras changer de four ou le tien risque de se modifier si tu changes ses résistances. Tu peux aussi travailler plus facilement le durée de tes cuissons.
  • Les cônes sont d’excellents indicateurs de l’état de vieillissement d’un four et en particulier des résistances. Si tu constates des variations dans la fusion des cônes sur plusieurs cuissons à la même température, il est peut-être temps de changer tes résistances ou ta sonde.
  • Si tu soupçonnes ton four de problèmes techniques ou ton équipement électrique d’être instable, les cônes pourront également t’indiquer si la cuisson a été perturbé.
  • Enfin, les cônes permettent de vérifier l’homogénéité de température de la chambre de cuisson d’un four. Si tu achètes un four d’occasion, c’est indispensable de cartographier ton four pour mieux le connaître. Si ce n’est pas homogène, ce n’est pas une catastrophe. Il faudra en tenir compte dans la disposition de tes pièces.

Concrètement quels cônes pyrométriques acheter ?

Chez des fournisseurs français, tu trouveras de cônes autoportés ou des cônes nécessitant un support, également disponible à la vente. La température indiquée correspond à des conditions de chauffe de 150°C/h pour les 100 derniers degrés sur la plupart des sites internet des fournisseurs. Fais surtout attention au numéro du cône.

Je te conseille d’acheter un lot de cônes qui permet de cerner la cuisson de ton émail et de ton dégourdi / biscuit. Par exemple, pour du grès, il te faudra les cônes entre 6 et 10 pour englober les émaux et grès les plus fréquents. Il te faudra aussi des cônes entre 07 et 5.5 pour couvrir ta cuisson de dégourdi.

Une alternative aux cônes pyrométriques

Il existe une autre solution pour mesurer ta température localement : les anneaux ou disque de contrôle de la température. Ceux sont de petits anneaux ou disques que tu places dans ton four avant la cuisson. Le principe est simple, il est basé sur le taux de retrait. Après cuisson, tu vas mesurer précisément leurs dimensions. Grâce à une abaque, cette dimension te donnera la température précise à laquelle ont été soumis les disques.

Il sont moins chers, prennent moins de place, plus faciles à utiliser. En contrepartie, il faudra t’équiper d’un pied à coulisse d’une précision 0.01mm. Le seul hic : ta montée en température devra être d’environ 120°C /heure pour que les mesures soient correctes. Malheureusement, ce n’est pas faisable avec beaucoup de fours électriques.

anneau-controle-temperature

Ma pratique

Je teste régulièrement mon four avec des cônes même s’il est neuf et homogène jusqu’à présent.

J’ai adapté les rampes finales et les températures maximales de mes courbes de cuisson à des cônes. Ca me permet de vérifier le bon fonctionnement de mon four lorsque je cuis mes pièces. C’est également très pratique si tu utilises des recettes sur Glazy, elles sont classées par cône. Tu retrouveras ces courbes dans les articles sur la cuisson du biscuit et la cuisson des émaux.

Attention ! Si tu ajoutes des paliers de 10 ou 20 minutes à température maximale, la quantité de chaleur fournie augmente. Tu cuis à un cône supérieur à celui programmé au départ.

Avec mon ancien four, j’ai réalisé plusieurs cartographies pour mieux comprendre ses cuissons. Ca m’a beaucoup servi pour comprendre certains problèmes sur mes pièces.

Je vous conseille donc de faire cette cartographie et de régulièrement vérifier votre four en plaçant des cônes. Difficile de le faire tout le temps car ces petits cônes représentent un budget. Mais ça vaut la peine de s’en servir de temps en temps. Et évidemment, dès que vous obtenez des résultats inattendus avec vos émaux, n’hésitez pas à placer des cônes à la prochaine cuisson.


J’espère que ce sujet assez complexe te parait plus clair maintenant. N’hésite pas à poser des questions en commentaire, elles me permettront de corriger ou améliorer certains points. Bonne cuisson !

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Sarah
Sarah
Passionnée du tournage de poterie, je me suis donné un objectif : vivre de ma passion! Ce blog a pour but de partager avec vous mes recherches, mes réalisations, mes échecs et mes réussites. Bienvenue!
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