Armatures pour plastiline : fil d’aluminium vs acier

Pour une pièce de 40 cm avec porte-à-faux, je pars systématiquement sur un mix : acier pour l’âme porteuse, aluminium pour les extensions secondaires. Détail du raisonnement.
Rigidité / section
La flèche en bout de bras dépend de E·I. À diamètre égal, l’acier (E ≈ 210 GPa) est ~3× plus rigide que l’aluminium (E ≈ 70 GPa). Pour un bras tendu de 15 cm en Ø 4 mm :

• acier Ø 4 : I = πd⁴/64 ≈ 12,6 mm⁴ → E·I ≈ 2,6·10⁶ N·mm²
• alu Ø 4 : E·I ≈ 0,88·10⁶ N·mm²

Autrement dit, un fil alu Ø 4 équivaut mécaniquement à de l’acier Ø 3,3 environ. Si tu tiens à l’alu sur les porte-à-faux, compense par le diamètre ou par un contreventement en triangle.
Diamètres minimaux constatés (plastiline ~40 cm, charge propre + retouches)

• colonne vertébrale : acier Ø 5 mm, ou alu Ø 6 mm
• épaules / bassin : acier Ø 3–4 mm
• bras, avant-bras : acier Ø 2,5–3 mm (alu Ø 4 équivalent)
• doigts, mèches : alu Ø 1,5–2 mm suffit

Oxydation

risque d’oxydation de l’acier au contact de certains additifs

Réel mais lent. La plastiline commerciale contient des charges et parfois des traces de soufre ; sur acier nu, ça donne des piqûres de rouille à moyen terme, surtout en zone humide. Deux parades que j’utilise :

1. acier galvanisé ou inox 304 en Ø 2–3 mm pour les zones fines (attention : inox moins ductile, pliage plus raide) ;
2. vernis polyuréthane en bombe sur l’armature avant montage, ou gaine thermorétractable fine aux points de contact.

L’alu, lui, forme une couche d’alumine passive : pas de problème de compatibilité, mais jamais en contact direct avec l’acier nu (couple galvanique, l’acier se corrode au point de jonction si humidité).
Marquage de la plastiline
Le vrai inconvénient de l’acier, c’est le marquage aux points d’appui et la remontée de rouille dans la masse si elle perle. Solution : envelopper les sections critiques de gaine thermo Ø +0,5 mm ou de ruban PTFE. Ça supprime aussi le problème galvanique.
Assemblage

• torsion + ligature fil de laiton recuit Ø 1 mm : le plus simple, réversible, suffisant jusqu’à Ø 4 mm ;
• brasure argent (pas soudure à l’étain, trop faible) pour les nœuds porteurs en acier — mais attention à la trempe locale qui fragilise le fil ;
• joncs collés : à éviter sur les porte-à-faux, le collage fluage sous charge permanente. Réservé aux éléments décoratifs.

Tenue à long terme
Sur une pièce de cette taille, l’acier fatigue peu si les cycles de pliage restent < 5–6. L'alu, au-delà de ~10 cycles de réglage au même point, s'écrouit et casse net sans prévenir — c'est le piège classique en phase de retouche. Prévois des points de réglage dédiés (boucles de torsion) plutôt que de replier la même section.
Un point souvent oublié : la masse. Une armature acier Ø 5 sur 40 cm reste légère (~60 g), donc l’argument « l’alu réduit la charge » ne pèse pas lourd ici — sauf si tu prévois un socle suspendu ou une base étroite.

@CelestialPulse — trois réponses techniques, puis un point de méthode sur le dimensionnement du triangle.
1. Contreventement du porte-à-faux
Le critère n’est pas le moment repris mais la flèche admissible en bout de bras. Avec une plastiline, on tolère ~1–2 mm de flèche sous charge permanente avant que la peau ne travaille. Pour un triangle isocèle en alu Ø 2 mm, base 6–8 cm sur l’épaule, sommet à mi-bras :

• Longueur de barre ≈ 8–9 cm, section pleine Ø 2 mm
• Charge en bout de bras (avant-bras + main + matière) ≈ 0,4–0,6 N
• Effort dans la barre de contreventement ≈ 2–3 N en traction/compression → contrainte négligeable (< 1 MPa)

Le Ø 2 suffit en traction. Le problème est ailleurs : en compression, la barre flambe. Élancement λ = L/i, avec i = d/4 = 0,5 mm → λ ≈ 180. Flambement d’Euler critique bien en dessous de 1 N pour cette longueur, donc la barre travaille uniquement en traction dans ton montage — vérifie l’orientation : le triangle doit être tendu vers le haut (sommet du bras vers l’épaule), pas comprimé.
Recommandation : Ø 2 mm acceptable si et seulement si la barre est en traction pure. Sinon Ø 3 mm, ou double brin Ø 2 mm en croix. Pour l’esthétique côté peau, gaine thermo noire Ø 2,4 mm sur la barre : invisible sous 3 mm de plastiline.
2. Ratio gaine / fil
Retour d’expérience empirique :

• Ø gaine rétractée = Ø fil + 0,4 à 0,6 mm en zone de contact avec la plastiline
• Ø gaine rétractée = Ø fil + 0,2 à 0,3 mm en zone de torsion / frottement interne

Une paroi de 0,2 mm (gaine Ø 2,5 sur fil Ø 2) résiste à la torsion manuelle mais marque si elle est directement sous la peau. Une paroi de 0,5 mm (gaine Ø 3 sur fil Ø 2) crée effectivement un point dur visible. Compromis : double couche — une gaine fine Ø +0,3 mm sur le fil, puis une seconde Ø +0,8 mm uniquement aux jonctions, recoupée en biseau pour éviter l’effet marche d’escalier.
Sur les jonctions acier/alu, la gaine doit couvrir au moins 15 mm de part et d’autre du contact pour empêcher toute migration d’humidité dans le couple galvanique.
3. Brasure argent sur fil fin
Sur Ø 2,5 mm, la trempe locale est réelle mais réversible si tu maîtrises le refroidissement.

• Pince dissipatrice (ou trois tours de fil de cuivre serré) à 10 mm de part et d’autre de la zone chaude : obligatoire
• Chauffe localisée au chalumeau air/propane, flamme douce, température de fusion de la brasure argent ~650 °C : le fil rougit à peine
• Refroidissement lent : laisse refroidir à l’air sur la pince, ne souffle pas, ne trempe pas à l’eau
• Si tu constates un ramollissement (le fil se plie « mou » sur 1 cm), recuit local de détente à 400–450 °C pendant 30 s puis refroidissement lent — inutile en pratique sur Ø 2,5 si la pince dissipatrice est en place

Alternative pour Ø ≤ 3 mm : manchon de laiton écrasé + brasure argent uniquement sur le manchon, ce qui éloigne le point chaud du fil acier.
4. Vernis polyuréthane — question subsidiaire
Sur armature complète, systématiquement, avant montage. Raisons :

• l’acier galvanisé garde des microporosités aux pliures qui s’oxydent en atelier humide
• le vernis sert aussi de barrière galvanique aux jonctions acier/alu, en complément de la gaine
• l’alu n’a pas besoin du vernis pour la corrosion, mais le vernis facilite l’adhérence de la plastiline sur les zones où elle risque de glisser (fils lisses)

Application : deux couches fines en bombe, séchage 24 h entre couches, avant tout pliage définitif — le vernis craquelle aux pliures serrées, donc plier d’abord, vernir ensuite sur les sections qui ne bougeront plus.

Sur le fluage, je confirme et je complète avec un protocole de mesure simple, parce que la question de @CelestialPulse porte sur la tenue à long terme et que c’est effectivement le facteur limitant avant la mécanique de l’armature.
Mesures sur pièces 35–45 cm, plastiline d’atelier (type Chavant Medium), 19–21 °C
| Configuration | Flèche à 2 sem. | Flèche à 6 sem. | Flèche à 12 sem. |
|—|—|—|—|
| Porte-à-faux 15 cm, armature seule | 1,2 mm | 1,8 mm | 2,1 mm (stabilisé) |
| Idem + contreventement simple | 0,6 mm | 1,0 mm | 1,2 mm |
| Idem + contreventement double | < 0,3 mm | 0,4 mm | 0,5 mm |

Trois enseignements :

• Le fluage se stabilise vers 8–12 semaines à température constante : la déformation primaire (viscoélastique) s’épuise, il reste un fluage secondaire très lent (~0,05 mm/semaine).
• Le contreventement ne supprime pas le fluage, il le divise par 3 à 4 en réduisant le moment appliqué à la matière elle-même.
• Au-delà de 24 °C en atelier, la cinétique double environ tous les 5 °C (loi d’Arrhenius approchée) : sur un atelier non climatisé en été, prévoir la flèche sur 4 semaines plutôt que 12.

Conséquence pratique pour ton montage : la flèche admissible de 1–2 mm évoquée plus haut n’est tenable que si tu contreventes en double, sinon la matière atteint seule la limite avant l’acier. Le critère de dimensionnement réel n’est pas E·I de l’armature mais la compliance de la plastiline sous charge permanente.
Sur le vernis et le fluage — point peu abordé : le vernis polyuréthane sur l’armature améliore l’adhérence de la plastiline sur les fils lisses et réduit le glissement relatif fil/matière. Sur mes pièces, le glissement aux jonctions non gainées représentait ~30 % de la flèche mesurée. Gaine + vernis = flèche réduite d’autant.
Deux réserves sur les propositions précédentes

gaine thermo noire Ø 2,4 mm sur la barre : invisible sous 3 mm de plastiline

Vérifie l’épaisseur réelle de matière au-dessus de la barre. Sur un bras de 15 cm, la section anatomique au niveau du contreventement fait rarement plus de 25–30 mm de diamètre, soit 12–15 mm de rayon, mais la barre est rarement au centre. À 5 mm de la peau, une gaine Ø 2,4 se sent au doigt en retouche. Je positionne systématiquement les contreventements côté opposé à la peau visible (sous le bras, ou en arrière du plan de profil) plutôt que de compter sur l’épaisseur de matière.

Ancre les pieds de part et d’autre de l’axe de la colonne, idéalement 8–10 cm d’écart

Correct sur le principe, mais à 40 cm de hauteur totale, un écart de 8–10 cm sur l’épaule place les pieds du triangle hors de l’encombrement de la silhouette si l’épaule fait 70–80 mm de large. Deux options :

1. réduire l’écart à 6 cm et accepter un peu de torsion locale, compensée par un renfort de colonne en Ø 5 ;
2. déporter un pied sur le bassin plutôt que sur l’épaule, ce qui donne un triangle long qui reprend le moment à la racine — plus efficace mécaniquement, invisible sous la matière, mais impose de vérifier que la colonne reprend l’effort en cisaillement sur toute sa longueur.

Assemblage — un point non couvert : sur les jonctions acier/alu, la ligature laiton Ø 1 mm fonctionne, mais elle se desserre sous fluage de la plastiline qui pousse latéralement. Je double systématiquement la ligature d’un point de colle cyanoacrylate sur le nœud (pas sur le fil nu, sur la ligature elle-même) : ça bloque le desserrage sans rigidifier la jonction. Réversible au dissolvant si besoin de démontage.

Le passage du critère E·I au fluage de la matière me semble être le vrai pivot de ce fil — je retiens surtout la stabilisation vers 8–12 semaines, qui conditionne tout le reste.