Les matériaux de montures : comprendre pour mieux choisir
Choisir une monture, ce n'est pas seulement choisir une forme. Le matériau détermine le poids, l'allergie, la tenue à l'ajustage et l'entretien. On distingue trois grandes familles : les matières naturelles historiques, les plastiques techniques, et les métaux et alliages.
Les matières naturelles : le luxe et la tradition
Écaille de tortue
Matière de « luxe » travaillée par découpage ou également par étirage (solution plus économique).
Provient de la tortue Caret (océan Indien, Atlantique et Pacifique).
Fabrication : la plaque est rendue ductile à chaud, les écailles se soudent entre elles sous chaleur, pression et humidité.
Propriétés : légère, dure, rigide, mais fragile au choc. Totalement anallergique.
Contexte actuel : prix de revient très élevé. Les rares montures neuves utilisent les stocks déclarés (convention de Washington) En France métropolitaine aucun stock ne peut être renouvelé.
Pour monter les verres, l’opticien va faire un chauffage régulier ainsi qu’un huilage préalable
À noter : les zones en contact avec la peau blanchissent, il faut les repolir.
Corne
Origine : buffles domestiques (Égypte, Inde, Thaïlande, Madagascar etc.).
Fabrication : aplatissement de la partie creuse à l'eau bouillante salée ou dans l’huile, traitement possible au formol, puis découpe.
Propriétés : similaires à l'écaille de tortue.
Conseils : ne pas tailler les verres trop grands, la pression détruit la structure de la corne ; montage rapide après un léger chauffage, la matière rétrécit avec la chaleur et en vieillissant ; pas d'ultrasons ; nettoyage à l'eau savonneuse et hydratation.
Bois
Historique : premières lunettes en bois, retour dans les années 80.
Fabrication : bois d'origines et couleurs variées, assemblage en contreplaqué (bois lamellé-collé), finition vernis inaltérable et incolore. Les meilleures montures en bois intègrent un croisement des fibres et l’insert de feuilles de carbone.
Conseils : bois peu flexible → verres parfaitement calibrés, insertion sous le pont, fermeture par la vis de pontet située sous le pont ou par insertion directe ; pas d'ultrasons ; chiffon humide uniquement.
Les plastiques : du thermodurcissable au thermoplastique
Acétate de cellulose (et son cousin le propionate)
Obtention : laminage, pressage et tranchage, ou granulés pour injection ou plaques extrudées.
Propriétés : densité 1,3 ; indice 1,46 à 1,50 ; ramollissement à 80°C, non inflammable ; hygroscopie importante ; peu sensible à la lumière solaire sauf pour les plaques fluo ; acides faibles sans effet, acides forts = décomposition ; faible résistance au froid et aux chocs ; ténacité bonne ; solvant = acétone ; coloration facile dans la masse.
Conseils : modérer les ultrasons (surtout vieilles montures) et chocs thermiques (risque de casse) ; blanchiment au contact de la peau et possibilité de remontée du plastifiant ; devient cassant en vieillissant ; chauffe vers 80°C pour insertion verres et pour l'ajustage des branches.
Propionate de cellulose
Apparu dans les années 80, obtenu par moulage.
Finition proche de l'acétate découpé grâce aux progrès du moulage.
Propriétés identiques à l'acétate, hygroscopie moindre, plus léger.
Encore utilisé frequement chez Ray-Ban et Safilo.
Polyamides / Nylons – dont Grilamid
Utilisation depuis 1937. Thermoplastiques pour injection, obtenus par polycondensation d'un diacide sur une diamine ou d'un acide aminé sur lui-même.
Propriétés : densité 1,14 ; indice 1,55 ; déformation vers 100°C, non inflammable ; hygroscopie faible ; mauvaise tenue aux agents chimiques ; bonne tenue au froid ; ténacité bonne ; coloration bonne dans la masse.
Renforts possibles : fibre de verre, carbone, Kevlar®.
Usages : lunettes de protection, enfant, pièces détachées (lèvre et fil nylon).
Montage : verres à la cote exacte, insertion sans chauffage.
L'Optyl® et le Grilamid sont classés ici comme polyamides.
PMMA – Plexiglas®
Mis au point entre 1931 et 1935 en Angleterre et Allemagne. A servi aux premières lentilles de contact et aux montures.
Obtention : polymérisation de l'ester de l'acide méthacrylique, en feuilles ou poudre, moulé par injection pour plaquettes rigides.
Propriétés : densité 1,18 ; indice 1,490 ; difficile à enflammer ; hygroscopie faible ; stable à la lumière ; bonne résistance bases et acides ; faible résistance aux chocs ; solvant = acétone ; coloration délicate.
Polysulfones
Propriétés similaires aux polyamides, mais coût de fabrication plus élevé.
Résines époxy
Découvert en 1968 par Wilhelm Anger.
Présenté comme thermodurcissable mais « thermo-élastique » : élastique à chaud, sans plasticité.
Fabrication par moulage, par résination des résines époxy avec catalyseur.
Les résines époxy servent aussi de vernis/peinture de protection pour montures métal.
Propriétés : densité 1,1 ; ramollissement 130°C, non inflammable ; au-delà de 350°C risque de craquelure et carbonisation ; hygroscopie nulle ; action lumière nulle ; coloration facile dans la masse ou au bain ; bonne résistance froid et chocs ; pas de solvant.
Particularité : mémoire élastique – se déforme à 100°C, reprend sa forme initiale en refroidissant.
Conseils : tailler les verres 2/10 à 4/10 mm plus grands ; ajustage des branches difficile à cause de la mémoire.
Polyuréthanes
Se comportent comme un thermodurcissable à froid, mais peuvent s'injecter comme un thermoplastique.
Les métaux et alliages : légèreté, élasticité, noblesse
À retenir : l'ajustage des branches se fait grâce à différents jeux de branches avec courbures et longueurs différentes. Les pièces fines (cercles, branches fines, visserie) demandent des alliages spécifiques.
Les bases cuivreuses classiques
Maillechort : 60% cuivre, 20% nickel, 20% zinc. Imitation argent (couleur et ductilité). Facile à travailler et à souder, mais nécessite une couche protectrice. Utilisé pour tenons, charnières, enjoliveurs.
Monel : 30% cuivre, 67% nickel, 3% fer. Plus dur et plus résistant à la corrosion que le maillechort. Pas de traitement spécifique avant corrosion. Utilisé pour le doublé or, cercles, charnières, ponts.
Bronzes : cuivre + étain 6 à 8%. Propriétés proches du maillechort, plus élastiques, non adaptés à la brasure. On peut ajouter zinc, manganèse, fer, aluminium, silicium ou plomb pour améliorer résistance mécanique, polissage, brasage. Utilisés pour branches minces, charnières, et comme base du doublé or.
Aciers inoxydables
Composition : fer + nickel 14% + chrome 18%.
Ne s'oxydent pas, très résistants, utilisables en fine section.
Inconvénient : délicats à braser.
Alliages à comportement particulier
Alliages autotrempants : déformables à froid, retrouvent leur rigidité après traitement thermique.
Nibrodal : cuivre + nickel 11 à 15% + étain 6 à 8%. Travail facile à froid, rigidité retrouvée après 350°C pendant 3 heures. Pour pièces minces et branches.
Cuivre-béryllium : cuivre + environ 2% béryllium. Adapté à la microfusion (coulée). Permet formes complexes, résistance mécanique médiocre nécessitant une trempe thermique.
Alliages à mémoire de forme : après déformation plastique à une température donnée, retrouvent leur forme initiale après simple chauffage. D'où une super-élasticité de 10% (contre 0,2% pour les alliages classiques).
Titane-nickel : 50% titane, 50% nickel. Perd les avantages du titane pur, mais devient flexible et résistant.
Base cuivre : plus délicats d'usage. Compositions citées : aluminium 4 à 8%, zinc 20 à 30% et cuivre ou béryllium <1%, ou aluminium 11 à 13% et cuivre. Utilisés pour ponts et branches très flexibles.
Aluminium et magnésium
Technique de découpe identique aux plastiques.
Aluminium : léger, résiste à la corrosion, peut être allié au magnésium, vanadium, nickel ou cuivre pour améliorer les performances. Exemple : 75% aluminium, 10% cuivre, 10% nickel, 5% vanadium.
Magnésium pur à 92% : 50% plus léger que le titane, antiallergique. Utilisation en optique très récente (2002).
Titane – la référence technique
Généralités : métal très répandu, extrait du rutile (bioxyde de titane) et de l'ilménite (moins pur). Gisements : États-Unis, Russie, Australie, Canada. Arrivée en lunetterie en 1975.
Transformation procédé Kroll en bloc/lingot : monopole de 2-3 sociétés, dont Timet qui assure 90% de la transformation.
Avantages : 48% plus léger que les autres métaux de lunetterie ; résistance exceptionnelle à la corrosion ; titane 100% sans nickel (donc sans allergie), avec seulement traces de fer/chrome ; 20% plus solide que les matériaux optiques classiques.
Inconvénients : prix de revient élevé (outils très durs nécessaires) ; assemblage délicat, soudures sous vide et sous argon entre 950°C et 1 030°C.
Marché : 40% de la fabrication au Japon.
Déclinaisons :
Titane pur : toute la monture en titane.
Titane à mémoire : 50% titane / 50% nickel (vu plus haut).
β-titane : 89,5% titane, 6% aluminium + autres, garde les avantages du pur, permet pièces plus fines, effet ressort.
Titane recouvert nickel par galvanisation : utilisé par fabricants ne maîtrisant pas la soudure titane, seul avantage = poids.
Titane combiné : pont, charnières et décors en autre métal car le titane est difficile à travailler ; les soudures deviennent classiques ; seul vrai avantage restant = poids.
Métaux en poudre – MIM (Metal Injection Molding)
Nouvelle technologie : poudre de titane ou inox + plastifiant, injecté en moule.
Démoulage à l'acide puis passage au four à hydrogène (cycle de 2 heures) pour frittage.
Moules calculés en conséquence.
Idéal pour charnières flexibles et branches aux formes sophistiquées.
Or et doublé or
Or
Métal précieux jaune brillant, à l'état natif en pépites (Afrique du Sud, Australie, Russie). Inoxydable, le plus ductile et malléable. Or fin à 99% trop mou pour être utilisé seul.
Utilisé en alliage avec cuivre et argent.
Titre : proportion d'or fin, exprimée en millièmes (ex : 840/1000 = 840 g d'or fin pour 1000 g d'alliage).
Titre légal en France : 750/1000. L'or fin = 24 carats = 1000/1000. L'or 18 carats = 18/24 = 750 g d'or fin pour 1000 g. L'or est poinçonné pour contrôle. Couleurs variables selon teneur en cuivre ou argent.
Doublé or – fabrication
Or allié choisi en titre et couleur (aujourd'hui souvent 14 carats au titre de 20 millièmes).
Laminé en feuille, brasé à l'argent sur plaque de cuivre, puis réduit en cylindre creux de 40 mm de diamètre, épaisseur ∼1 mm, or à l'extérieur.
Le tube est étiré avec recuits successifs jusqu'à obtenir un fil de 1 à 4 mm qui servira à la monture.
Âme possible : bronze, monel ou autre selon élasticité recherchée. Épaisseur d'or allié : 4 à 10 microns.
Titre du doublé exprimé de deux façons :
Poids d'or fin / poids total : ex 20/1000 = 20 g or fin + 980 g métaux.
Poids d'alliage / poids total, en précisant le titre : ex 20/1000 à 12 carats = 20 g d'or à 12 carats.
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