Galvanoplastie

La galvanoplastie est une technique électrolytique d'orfèvrerie servant à la reproduction d'objets en utilisant un moule relié au pôle négatif d'une pile et qui se recouvre alors d'une couche de métal.

Principe de la galvanoplastie.

Par confusion, le terme désigne aussi la technique de traitement de surface, la galvanostégie dont le but est de préserver l'objet de l'oxydation.

Principe

C’est le principe de l’électrolyse utilisé pour appliquer au moyen d'un courant électrique continu, un dépôt métallique, à la surface d'un objet, le métal étant initialement sous forme de cations en solution dans un solvant (en général, l'eau). Cette technique est utilisée pour reproduire, ornementer ou embellir un objet, à partir d'un moule, soit encore pour en prendre l'empreinte. Le terme « électroplacage » ou "électroplaquage", est parfois utilisé, notamment en français-canadien, comme traduction du terme anglais « electroplating » pour désigner le placage par galvanoplastie.

Électrodéposition de métaux

Avant de pouvoir déposer un métal, il faut étudier le comportement de ce métal lors d'une électrolyse et notamment tracer une courbe intensité-potentiel I=f(E). Lors de l'électrodéposition, la réaction souhaitée se fait en réduisant un ion métallique mais il faut se mettre dans des conditions telles que l'on ne réduise pas le solvant.

Exemple de la réduction de l'eau

H₂O  $\rightleftharpoons$  H⁺ + OH⁻ ;

2 H⁺ + 2 e⁻ → H₂.

Donc toujours dans le cas de l'eau, il faut que le dégagement hydrogène se trouve à un potentiel plus bas que le potentiel de réduction du métal à la fois sur le matériau support mais aussi sur le métal lui-même.

Exemple :

Un métal M et son ion correspondant Mⁿ⁺ à déposer sur un composé C. Le dégagement hydrogène est très bas sur le composé C et le potentiel de réduction de Mⁿ⁺ est plus haut la réaction suivante se fait :

Mⁿ⁺ + n e⁻ → M.

Le métal se dépose.

Par contre, si sur le métal M la surtension du dégagement hydrogène est plus faible que le potentiel de réduction, alors tout ou une partie de l'intensité est utilisée pour la réduction de l'eau.

Histoire

Coupole de la cathédrale Saint-Isaac de Saint-Pétersbourg : les statues d’anges, de 6 m de haut, ont été réalisées en galvanoplastie.

Il est possible que les Égyptiens aient utilisé il y a 3 000 ans un procédé proche pour orner de cuivre les objets d'art, ce qui expliquerait l'existence de statues de cuivre d'une très grande finesse. De l'or aurait pu être déposé en poudre ou à la feuille sur des statues en bois et une immersion dans une solution de cuivre simultanément à un contact avec du zinc aurait permis le dépôt. De cette manière il n'y a pas besoin de connaître l'électricité elle-même. Le support peut ensuite être brûlé. Les Romains auraient également utilisé ce procédé, d'après des écrits de Pline l'Ancien.

Au XVI^e siècle, le moine Théodule, bénédictin de l'abbaye d'Helmershausen (de), décrit la dorure au mercure.

En 1805, le chimiste italien Brugnatelli dépose de l'or sur des objets plongés dans une solution de chlorure d'or, à l'aide de la pile inventée par son compatriote Alessandro Volta. Mais le procédé sera réellement reconnu et publié en 1837 par le physicien russe Boris Jacobi à Saint-Pétersbourg et par Thomas Spencer en Angleterre, puis industrialisé par la maison Charles Christofle à Paris et Alexander Parkes, employé des établissements Elkington à Birmingham. Le terme galvanoplastie est alors adopté, d'après la présentation du procédé par Jacobi à l'académie de Saint-Pétersbourg.

La fin du XIX^e siècle voit se développer la galvanoplastie des bronzes d'ornement et des métaux précieux, essentiellement pour la reproduction de pièces (procédé également appelé électroformage). L'apparition des premières dynamos (machine de Gramme) permet une nette amélioration du procédé.

Les matrices de disques phonographiques furent fabriqués par galvanoplastie à partir de l'empreinte d'origine sur cire, pour permettre le tirage de grandes séries.

Notes et références

Notes

• Cet article est partiellement ou en totalité issu de l'article intitulé « Électroplacage » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

Bibliographie

• F. Claude-Michel, Traité pratique de galvanoplastie, 1888, Librairie Polytechnique, Beaudry & Cie, éditeurs
• H. Mercereau, La Galvanoplastie, Henri Gauthier, coll. « Bibliothèque scientifique des écoles et des familles »

Articles connexes

• Électrochimie
• Galvanotypie
• Traitement de surface
• Électrolyse
• Galvanostégie
• Électroformage
• Magnétoformage
• Statue de Jan van Eyck (Bruges), réalisée en 1878 en galvanoplastie.