DUREES ET ETALONAGE

• Unité électrique et loi d’Ohm
• L’étalonnage du système
• Calculer le temps de gravure
• Fabrication d’une plaque de test
• Effets de la tension et de l’ampérage
• Gravure électrolytique de très grandes plaques

Il est primordial de comprendre les systèmes d’unités grâce auxquels on mesure l’électricité dans l’approche du processus de gravure électrolytique. Si vous êtes déjà familier avec ces principes, vous pouvez sauter ce passage. La « force » de l’électricité appelée « différence de potentiel » est mesurée en volt, elle est couramment désignée comme « la tension U». Vous pouvez vous la représenter comme la pression à l’intérieur d’un tuyau. Le robinet peut être fermé, mais la pression est toujours présente. Le « taux » auquel l’électricité « s’écoule », est l'« Intensité I » du courant (ce que le mot courant indique) et se mesure en ampères et vous pouvez vous le représenter comme la vitesse d’écoulement d’un liquide dans un tuyau lorsqu’un robinet est ouvert. La « puissance P » de l’électricité qui circule, est la différence de potentiel ou tension (volts) multiplié par l'intensité du courant (ampères) et se mesure en Watts. La puissance où « force » de l’eau qui coule du robinet dépend de la pression dans le tuyau et le débit qu’autorise le robinet. La quantité d’électricité est la puissance multipliée par le temps et se mesure en watts/heures. Pour reprendre l’analogie de l’eau, un seau peut être rempli à un certain taux, par exemple un litre par minute, et pour une certaine quantité après un temps donnée. Quand un courant circule dans un circuit électrique, il rencontre une résistance, mesurée en Ohms, qui réduit son débit. Comme si le robinet, plus ou moins fermé, obstruait le passage de l’eau. Tant que la résistance électrique diminue, la différence de potentiel fait que le voltage diminue et le courant, l’ampérage, augmente. Inversement si la résistance augmente, le voltage augmente et l’intensité diminue. Le ratio entre Volts, Ampères et Ohms et représenté simplement par la loi d'Ohms :

ohms = volts / ampères ou R=U/I
ampères = volts / ohms ou I=U/R

Le courant qui circule entre les plaques dans l’électrolyte est en relation avec le voltage de l’alimentation et la résistance fournie par l’électrolyte. Si les plaques sont vraiment très proches, l’électricité lutte contre une résistance très faible pour s’écouler d’une plaque à l’autre et pour un voltage donné, l’intensité sera élevée. Inversement, si le sulfate de cuivre est dilué et donc offre une grande résistance (car la concentration des ions est plus faible dans la solution), alors l’ampérage sera plus faible. Donc un voltage de 4 Volts soumis à une résistance de 2 ohms créera un courant de 2 ampères pour circuler. (Ampères=Volts/Ohms ou I=U/R). J’espère que cette simple explication des principes et des unités vous rendra les propos suivants sur le courant, le voltage et les résistances, plus simple à appréhender et aura partiellement contribué à démystifier quelque peu la question.
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l’étalonage du système

Le temps requis pour graver à une certaine profondeur peut être calculé simplement, si vous prenez note de l’ampérage et du voltage fournis par l’alimentation quand les plaques sont immergées et le circuit alimenté. Celui-ci est dépendant de la résistance fournie par la zone de métal à nu sur les plaques, la densité de l’électrolyte, la distance entre les plaques et dans une plus faible mesure de la température. Tous ces facteurs peuvent être pris en compte dans le calibrage de votre installation, grâce à l’utilisation d’une plaque dédiée, de surface de métal nu de 100 centimètres carrés (15,5 pouces carrés). Il peut éventuellement s’agir de plusieurs rectangles, repartis sur la surface totale de la plaque. Protégez le dos avec une feuille de papier adhésif (tout en maintenant les lamelles de contact, placez la plaque dans l’électrolyte et allumez l’alimentation. Attendez pendant une minute que l’ampérage et la tension se stabilisent avant de relever les valeurs affichées. Si vous possédez une alimentation régulez, réglez la tension à 1,0 volt et relevez la valeur sur l’ampèremètre, puis à 1,5 volt et ainsi de suite jusqu’à environ 3,0 volts. Vous pourrez ainsi calculer la résistance R du système, en divisant la tension par l’intensité du courant. Il est possible que vous obteniez des résultats différents de R à des tensions différents, mais si les différences sont mineures, faites une moyenne sur l’ensemble.

Lorsque vous avez une plaque gravée de lignes dans un vernis dur, préparée pour la gravure dans des conditions équivalentes, avec le même récipient, le même électrolyte et la même distance, vous pouvez définir des temps de gravure pour une morsure douce ou plus profonde. Le tableau ci-dessous fournit une série de valeurs F pour le cuivre, le zinc et le fer (l’acier doux), à multiplier avec la valeur R de résistance que vous avez obtenue lors de la calibration et à diviser ensuite par le voltage que vous utilisez (si vous avez une alimentation réglable sur laquelle le voltage est paramétrable). Si votre alimentation n’est pas réglable – type chargeur de batterie ou pack de batteries, alors vous devez immerger la plaque et attendre suffisamment longtemps pour pouvoir afficher la tension (voir contexte plus loin dans cette section). T=F x R / V, ou T= Temps, R = résistance obtenue par étalonnage avec une plaque de 100 cm2 et V=Voltage. F est obtenu à partir du tableau ci-dessous.

Valeurs de F pour 1 ohm	Gravure au trait (légère – 0,2 mm)	Gravure au trait ( profonde – 0,5 mm)
Cuivre	20	60 - 80
zinc	30	90 - 110
Fer (acier doux)	40	100 - 120

Finalement, plus simplement, on remarque que le temps nécessaire à la gravure d’une plaque dépend de la tension – plus la tension est forte, moins le temps est important et inversement. Chaque imprimeur a ses propres préférences en matière de profondeur de morsure et la définition de « gravure légère et gravure profonde correspondent ici à mon appréciation personnelle. Il est plus difficile de donner une méthode pour le calcul du temps de gravure dans le cas des très profondes gravures, car ceci est plus subjectif et dépend des intentions individuelles. Notez que cette méthode de calcul ne dépend pas de la taille de la plaque et valide pour toutes les tailles de plaques dans certaines limites (limites conditionnées par les tests de calibration bac/électrolyte/grille)..

Si vous désirez graver une plaque avec d’autres principes que la gravure au trait et avec des entailles de largeur différentes, faites une plaque d’essais de la taille que vous utilisez le plus souvent, avec une gamme de valeur typique de celle que vous comptez utiliser. Calculez le temps pour une gravure légère comme cidessus, le diviser par deux et effectuez la gravure électrolytique. Sortez ensuite la plaque, séchez là et protégez une bande. Puis immergez-la de nouveau avec le même nombre de minutes et ainsi de suite, 8 à 10 fois, en notant les différentes étapes. Stockezla ensuite précieusement comme références des résultats à atteindre. Pour des gravures vraiment très profondes, le temps devra être doublé ou triplé.

Notez que les plaques d’essais très petites peuvent donner des résultats trompeurs par rapport au comportement des grandes plaques, car l’intensité du courant devra être si grande que des phénomènes décourageant de morsures irrégulières pourront se produire. Donc les essais sur les petites plaques doivent être à la même tension que vous utiliserez pour les plaques plus importantes. De grandes plaques dans un grand bac, avec de grandes zones de métal à nu exposées, peuvent surcharger une petite alimentation et dans ce cas vous pouvez :

ote that very small test plates can give a very misleading idea of how larger plates will behave, because the current intensity could be so great that grounds will be lifted and the bite will be irregular and results discouraging. So trials on small plates must be at lower voltage and current than you need use for larger plates. Larger plates in a tray with large exposed area of open bite may overload a small power supply, and if that happens, there are a number of different options:

1. si votre alimentation n’est pas réglable de 0 à 5 volts, vous pouvez insérer une résistance, comme une lampe halogène en 12 volts et/ou une résistance en céramique en série, entre la source d’alimentation et l’anode ou la cathode. La tension entre l’anode et la cathode va chuter et le temps de gravure augmentera en conséquence. Un moyen plus sophistiqué de contrôle est le boîtier de commande illustré précédemment, avec résistance variable, lampe halogène, commutateur à deux voies ainsi qu'un voltmètre et un ampèremètre.
   
   
2. Diluer l’électrolyte. Cela augmentera la résistance et diminuera la tension et l’ampérage et le temps de gravure en sera augmenté et la gravure plus douce. Si vous modifiez la concentration de l’électrolyte, alors un nouveau calibrage sera indispensable.
   
   
3. Vous pouvez utiliser d’autres types d’alimentations, comme des chargeurs de batteries ou un réseau de cellules photovoltaïques. Si vous utiliser une batterie rechargeable avec des capacités de courant plus élevées en sortie – type batterie 6 volts au plomb, il est essentiel d’utiliser un boîtier de commande avec ampèremètre et voltmètre et dans ce cas lisez d’abord la section concernant les mesures de sécurité en gravure électrolytique.
   
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Effets de la tension et de l’ampérage

Il a été discuté de l’opportunité d’utiliser uniquement de faibles voltages et que cet usage a été découvert à l'origine en 1990. Mes recherches ont démontré que dans les débuts de l’utilisation de la gravure électrolytique dans les années 1850, il était préconisé d’utiliser un faible voltage (environs 1 volt) car il s’agissait des limites maximum que pouvaient fournir les batteries de Daniell’s ou de Smee’s et qu’ensuite les artistes qui pratiquaient la gravure électrolytique les ont toujours utilisées à ce niveau. Il est certain que des voltages faibles sont utilisables et que c’est un avantage dans certaines circonstances. Mais comme il est visible dans le tableau suivant, le voltage en sortie d’électrode n’est pas le même que celui fourni par une alimentation non régulée, comme un chargeur de batterie, une batterie, ou fourni par des cellules photovoltaïques, mais est réduit lorsque la résistance de la plaque est faible et est encore plus réduite par l’usage d’une résistance en série. En fait, ce n’est pas le voltage qui est important, mais l’ampérage qui détermine la qualité de la morsure. Le ratio Voltage-Ampérage est constant à une résistance donnée et réduire le voltage réduit l’ampérage proportionnellement. Si le temps calculé pour graver des plaques à un bas voltage est considéré comme trop long, il peut être augmenté et l’intensité par unité de surface augmentera en proportion, mais le type de vernis utilisé devra être plus robuste. L’usage de très faibles ampérages et voltages n’est conseillé que si l’on utilise un vernis fragile sur des petites plaques. Après un peu d’expérience, le voltage nécessaire pour un ampérage acceptable avec une plaque donnée et un type de gravure donnée, peut être déterminé.

Pour des raisons pratiques, l’intervalle le plus efficace d’ampérage pour une action électrolytique, se situe entre 1 ampère et monte jusqu’à 10 ampères, il appartient à chaque graveur de déterminer cela en fonction de son travail.

1 Faible (0,5 à 2 ampères) à des fins particulières : vernis mou à base de térébenthine (que je n’utilise pas pour des raisons de santé) et autre vernis gras fragiles.

2 Moyenne (2 à 5 ampères) dans la plupart des cas : galv-on, gravure au trait dans un vernis dur, aquatinte, ou Fractinte

3 Fort (5 à 10 ampères) pour des gravures profondes ou des effets de texture, ou utilisation de vernis particulièrement résistant.

Tableau des tensions et ampérages enregistrées avec une alimentation en 6 volts non régulée – pour une gravure au trait sur 275 cm2 (44 pouces carrés) dans du sulfate de cuivre à 1 pour 4 (soit 62,5gr par litre) avec une distance de 6 cm entre les plaques

Tableau des tensions et ampérages enregistrées avec une alimentation en 6 volts non régulée – pour une gravure au trait sur une grande plaque de 625 cm2 (100 pouces carrés) dans du sulfate de cuivre à 1 pour 4 (soit 62,5gr par litre) avec une distance de 6 cm entre les plaques

Dans la plupart des cas, le temps requis à l’ampérage les plus faible seraient trop long et la plupart des graveurs préfèrent avoir le choix et d’être en mesure de passer à un voltage plus élevé ou supprimer la résistance. Il est primordial lors de vos tests d’utiliser une plaque du type de celle que vous utilisez couramment. Les plaques petites fourniront des résultats très trompeurs. C’est toujours une bonne idée de commencer avec une morsure très courte, de sortir la plaque, de la rincer et d’examiner les piqûres et éraflures qui doivent apparaître clairement avec une loupe, ou les craquelures éventuelles du vernis. Le processus de la gravure électrolytique est impitoyable avec les plaques endommagées ou négligées, raison pour laquelle un vernis résistant est préférable au vernis au noir de fumée, car moins sujet aux éraflures. Recouvrez les défauts et ensuite reprenez le processus. Si le vernis montre des phénomènes de craquelures, réduisez le courant comme décrit ci-dessus.

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Un minuteur électrique est un accessoire très utile – j’utilise u ne simple prise commandée par un minuteur digital (illustré ci-dessous ) qui contrôle l’alimentation principale..

Gravure électrolytique de très grandes plaques

Une très grande plaque à une résistance beaucoup plus faible que des plaques plus petites et avec votre alimentation réglée au même voltage, un ampérage plus élevé sera nécessaire. Votre alimentation peut ne pas être capable de fournir l’ampérage requis et les fusibles peuvent sauter.

La solution la plus sûre dans ce cas et de baisser le voltage et d’accepter que la durée soit plus longue. – plusieurs heures pour une gravure profonde. Si la nature de votre image vous permet de travailler sur des portions d’une plus grande illustration, alors la méthode semi-sèche peut apporter une solution simple sans demander des alimentations lourdes.

Si vous travaillez avec de très grandes plaques ou de grandes surfaces et ne voulez pas que le processus prenne un temps important en réduisant considérablement la tension et l’intensité comme décrit précédemment, vous pouvez dans ce cas utiliser un chargeur de batterie volumineux de 12 volts avec une capacité de 20 ohms ou plus et insérer une résistance dans le circuit. Dans les cas où la plaque est très grande, il est plus pratique d’utiliser un bac horizontal avec un système de grille comme cathode. Mais le cadre de la grille doit être assez rigide pour qu’elle ne s’affaisse pas dans le centre et constituée de tiges rigides soudées plutôt que de fils maintenus mécaniquement. L’électrolyte peut être diluée davantage pour augmenter la résistance et ainsi garder l’alimentation dans ses limites. Le placage ou la galvanoplastie ne devrait être faite qu’avec une tension de courant adapté à la taille de la plaque et il conviendra de lire au préalable la section sur les mesures de sécurité. La seule solution pour déterminer à quelle intensité travailler avec la taille de la plaque se fera avec l’expérience. Ce qui fonctionne très bien sur une petite plaque ne se produira pas de la même manière sur une plaque deux fois plus grande.

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Tirage à partir de deux plaques