Four

La poterie cuite en fosse a été produite pendant des milliers d'années avant le plus ancien four connu, datant d'environ 6000 avant notre ère et découvert sur le site de Yarim Tepe, dans l'Irak actuel . Les fours néolithiques pouvaient atteindre des températures supérieures à 900 °C (1652 °F). Utilisations :

• Recuit , fusion et déformation du verre , ou fusion de peintures à l'oxyde métallique sur la surface du verre
• Traitement thermique des pièces métalliques
• Céramique
• Briqueterie
• Fusion du métal pour la coulée
• Calcination du minerai dans un four rotatif avant fusion
• Pyrolyse de matériaux chimiques
• Le chauffage du calcaire avec de l'argile dans la fabrication du ciment Portland , le four à ciment
• Le four à chaux consiste à chauffer le calcaire pour produire de la chaux vive ou de l'oxyde de calcium .
• Chauffer du gypse pour fabriquer du plâtre de Paris
• Pour la crémation (à haute température)
• Séchage des feuilles de tabac
• Séchage de l'orge maltée pour le brassage et autres fermentations
• Séchage du houblon pour le brassage (appelé séchoir à houblon ou séchoir à houblon )
• Séchage du maïs (grain) avant le broyage ou le stockage, parfois appelé four à maïs, four de séchage du maïs
• Séchage du bois vert pour qu'il puisse être utilisé immédiatement
• Séchage du bois destiné au chauffage
• Chauffer le bois jusqu'à la pyrolyse pour produire du charbon de bois
• Extraction du goudron de pin à partir de troncs ou de racines de pins

Les fours sont indispensables à la fabrication de la quasi-totalité des céramiques . La céramique nécessite des températures élevées pour que des réactions chimiques et physiques se produisent, modifiant ainsi de façon permanente la pâte crue. Dans le cas de la poterie, les matériaux en argile sont façonnés, séchés puis cuits au four. Les caractéristiques finales dépendent de la composition et de la préparation de la pâte, ainsi que de la température de cuisson. Après une première cuisson, on peut appliquer un émail , puis cuire la pièce une seconde fois pour le fixer. Une troisième cuisson à une température plus basse peut être nécessaire pour fixer le décor sur émail. Les fours modernes sont souvent équipés de systèmes de contrôle électroniques sophistiqués, bien que des dispositifs pyrométriques soient également fréquemment utilisés.

L'argile est composée de particules fines, relativement fragiles et poreuses. Elle est mélangée à d'autres minéraux pour former une pâte malléable. La cuisson comprend une étape de frittage . Ce procédé consiste à chauffer l'argile jusqu'à ce que les particules fondent partiellement et s'agglomèrent, créant ainsi une masse homogène et résistante, composée d'une phase vitreuse parsemée de pores et de particules cristallines. La cuisson réduit la taille des pores, ce qui provoque un léger retrait du matériau.

De manière générale, il existe deux types de fours : intermittents et continus, tous deux étant une enceinte isolée avec une température et une atmosphère internes contrôlées.

Un four continu , parfois appelé four tunnel , est un four long dont seule la partie centrale est chauffée directement. Depuis l'entrée froide, les pièces sont lentement introduites dans le four, et leur température augmente progressivement à mesure qu'elles approchent de la partie centrale, la plus chaude. Au fur et à mesure de leur progression, la température diminue jusqu'à ce que les pièces sortent du four à une température proche de la température ambiante. Un four continu est économe en énergie, car la chaleur dégagée lors du refroidissement est recyclée pour préchauffer les pièces entrantes. Dans certaines conceptions, les pièces restent immobiles tandis que la zone de chauffe se déplace autour d'elles. Les fours de ce type comprennent :

• Four Hoffmann
• Four de Bull's Trench
• Four Habla (en zigzag)
• Four à rouleaux : Un type particulier de four, courant dans la fabrication de vaisselle et de carreaux, est le four à sole à rouleaux , dans lequel les pièces placées sur des supports sont transportées à travers le four sur des rouleaux.

Dans un four intermittent , les pièces sont placées à l'intérieur, le four est fermé et la température interne est augmentée selon un programme prédéfini. Une fois la cuisson terminée, le four et les pièces sont refroidis. Les pièces sont retirées, le four est nettoyé et le cycle suivant commence. Les fours de ce type comprennent :

• four à pince
• Four de Skove
• four écossais
• Four à tirage descendant
• Fours navettes : il s’agit d’un four à wagonnets avec une porte à une ou aux deux extrémités. Des brûleurs sont positionnés en haut et en bas de chaque côté, créant un flux d’air circulaire turbulent. Ce type de four est généralement à plusieurs wagonnets et est utilisé pour la cuisson par lots de faïence, de céramiques techniques et de réfractaires. Selon la taille des pièces, les fours navettes peuvent être équipés de dispositifs de déplacement des wagonnets pour le transfert des pièces cuites et crues à l’intérieur et à l’extérieur du four. Les fours navettes peuvent être à tirage ascendant ou descendant. Un four navette tire son nom du fait que les wagonnets peuvent y entrer par l’une ou l’autre extrémité, contrairement à un four tunnel où le flux d’air est unidirectionnel.

La technologie des fours à bois est très ancienne. Les fours ont évolué, passant d'une simple tranchée de terre remplie de pots et d'une fosse à combustible à des méthodes modernes. Une amélioration a consisté à construire une chambre de cuisson autour des pots, munie de chicanes et d'un orifice d'alimentation. Ceci permettait de conserver la chaleur. Une cheminée améliorait le tirage du four, assurant ainsi une combustion plus complète du combustible.

La technologie des fours chinois a toujours été un facteur clé du développement de la céramique chinoise et, jusqu'à une époque récente, elle était la plus avancée au monde. Les Chinois ont mis au point des fours capables de cuire à environ 1 000 °C avant 2000 avant notre ère . Il s'agissait de fours à tirage ascendant, souvent construits sous terre. Deux principaux types de fours ont été développés vers 200 après J.-C. et sont restés en usage jusqu'à l'époque moderne. Ce sont le four dragon des régions vallonnées du sud de la Chine , généralement alimenté au bois, long et étroit, et construit en pente, et le four mantou en forme de fer à cheval des plaines du nord de la Chine, plus petit et plus compact. Tous deux pouvaient produire de manière fiable les températures de 1 300 °C, voire plus, nécessaires à la fabrication de la porcelaine . À la fin de la dynastie Ming, le four ovoïde, ou zhenyao, a été développé à Jingdezhen et principalement utilisé dans cette ville. Ce four représentait un compromis entre les autres types et offrait, dans la chambre de cuisson, différentes zones permettant d'obtenir diverses conditions de cuisson.

La poterie romaine antique et la poterie chinoise médiévale pouvaient être cuites en quantités industrielles, jusqu'à plusieurs dizaines de milliers de pièces par cuisson. Parmi les premiers exemples de fours plus simples découverts en Grande-Bretagne figurent ceux utilisés pour la fabrication de tuiles durant l' occupation romaine . Ces fours étaient construits à flanc de pente, de sorte qu'un feu était allumé en bas et que la chaleur montait à l'intérieur du four.

Les fours traditionnels comprennent :

• Le four dragon du sud de la Chine : fin et allongé, il grimpe à flanc de colline. Ce type de four s'est répandu dans le reste de l' Asie de l'Est, donnant naissance au four anagama japonais, arrivé de Corée au Ve siècle. Ce four se compose généralement d'une longue chambre de cuisson, percée de petites ouvertures pour l'empilage des pièces sur un côté, avec un foyer à une extrémité et un conduit de fumée à l'autre. La durée de cuisson peut varier d'un jour à plusieurs semaines. Les fours anagama traditionnels sont également construits sur une pente pour favoriser un meilleur tirage. Le four noborigama japonais est une évolution du modèle anagama. Il s'agit d'un four à plusieurs chambres où le bois est d'abord empilé par le foyer avant, puis uniquement par les ouvertures d'alimentation latérales. L'air, chauffé jusqu'à
  • Four khmer : assez similaire au four anagama ; cependant, les fours khmers traditionnels avaient un toit plat. Les fours chinois, coréens ou japonais ont un toit voûté. Ces types de fours varient en taille et peuvent atteindre plusieurs dizaines de mètres. La durée de cuisson est également variable et peut durer plusieurs jours.
  • Four bouteille : type de four intermittent, généralement alimenté au charbon, autrefois utilisé pour la cuisson de la poterie ; ce four était entouré d’une haute structure en briques, de forme conique, rappelant celle d’une bouteille. La vaisselle était placée dans des récipients étanches en terre cuite ; la chaleur et la fumée des feux traversaient le four, permettant une cuisson à des températures pouvant atteindrecuisson à glaçure dans des fours à glaçure.
  • Le four de Mantou, dans le nord de la Chine, est plus petit et plus compact que le four dragon.
  • Four à moufle : Il servait à cuire les décors sur émail, à une température inférieure à sel , ce type de four, de par sa forme (une voûte caténaire ), a tendance à conserver sa forme au fil de cycles répétés de chauffage et de refroidissement, tandis que d'autres types nécessitent d'importants supports métalliques.
  • Four de Sèvres : inventé à Sèvres, en France, il génère efficacement des températures élevées

    Avec l' avènement de l'industrie , les fours ont été conçus pour fonctionner à l'électricité et à des combustibles plus raffinés, comme le gaz naturel et le propane . De nombreux grands fours industriels de poterie utilisent le gaz naturel, car il est généralement propre, efficace et facile à contrôler. Les fours modernes peuvent être équipés de commandes informatisées permettant des réglages précis pendant la cuisson. L'utilisateur peut ainsi contrôler la vitesse de montée en température , maintenir la température à un point donné ou encore contrôler la vitesse de refroidissement. Les fours électriques et à gaz sont couramment utilisés pour la production à petite échelle dans l'industrie et l'artisanat, ainsi que pour les créations artisanales et sculpturales.

    Les fours modernes comprennent :

    • Four à cornue : type de four pouvant atteindre des températures d'environ l’électricité ont été développés au XXe siècle, principalement pour une utilisation à petite échelle, notamment dans les écoles, les universités et les centres de loisirs. L’atmosphère de la plupart des fours électriques est riche en oxygène , puisqu’il n’y a pas de flamme nue pour consommer les molécules d’oxygène. Cependant, des conditions réductrices peuvent être créées par un apport de gaz approprié ou par l’utilisation spécifique de séparateurs .
    • Cuisson assistée par micro-ondes : cette technique combine l’énergie des micro-ondes à des sources d’énergie plus conventionnelles, comme le chauffage radiant au gaz ou électrique, pour porter les matériaux céramiques aux hautes températures requises. La cuisson assistée par micro-ondes offre des avantages économiques considérables.
    • Four à micro-ondes : Ces petits fours sont conçus pour être placés à l'intérieur d'un four à micro-ondes standard . Le corps du four est fabriqué en céramique poreuse, revêtue d'un enduit absorbant l'énergie des micro-ondes. Le four à micro-ondes est placé dans le four à micro-ondes et chauffé à la température souhaitée. Le processus de chauffage est beaucoup moins précis que celui de la plupart des fours électriques modernes, car il ne dispose pas de système de contrôle de température intégré. L'utilisateur doit surveiller attentivement la cuisson pour obtenir le résultat souhaité, en ajustant la durée et la puissance programmées sur le four à micro-ondes. Un petit orifice dans le couvercle du four permet d'estimer visuellement la température intérieure, car les matériaux chauds deviennent incandescents. Les fours à micro-ondes sont conçus pour atteindre des températures internes supérieures à Le bois vert provenant d'arbres fraîchement abattus présente une teneur en humidité bien trop élevée pour être commercialisable ; il pourrit, se déforme et se fend. Les feuillus comme les résineux doivent sécher jusqu'à ce que leur taux d'humidité se situe entre 8 % et 18 %. Ce processus peut être long, à moins d'être accéléré par l'utilisation d'un séchoir. Il existe aujourd'hui différentes technologies de séchoirs : conventionnels, à déshumidification, solaires, sous vide et à radiofréquence.

      Les séchoirs à bois conventionnels sont soit de type à chargement latéral (à paquets), soit de type sur rails (à wagonnets) . La plupart des séchoirs à bois dur sont des séchoirs à chargement latéral, où des chariots élévateurs sont utilisés pour charger les paquets de bois. La plupart des séchoirs à bois résineux sont de type sur rails, où le bois est chargé sur des wagonnets pour être introduit dans le séchoir. Les séchoirs conventionnels modernes à haute température et à forte vitesse d'air peuvent généralement sécher du bois vert de vert de 25 mm d'épaisseur nécessite environ 28 jours pour sécher jusqu'à une teneur en humidité de 8 %.