Mousse PU pour alléger une sculpture avant modelage : retours d’expérience ?

@Antje Norman
Sur la question de la stabilité dimensionnelle, je complète la réponse #1 par des données issues de trois pièces de gabarit comparable (1,5–2 m, exposition intérieure, âme PUR taillée).
Fluage sous charge permanente

• Le critère dimensionnant n’est pas la température ambiante mais la contrainte locale au droit des appuis de la couche de modelage. Un PUR 40 kg/m³ supporte sans déformation mesurable (< 0,5 % sur 6 mois) une pression statique d'environ 40–60 kPa en compression. Au-delà, le fluage devient progressif et irréversible.
• Conséquence pratique : dimensionner l’âme pour que chaque zone portante de modelage reste sous ~30 kPa, avec un facteur de sécurité. Cela impose souvent des nervures internes ou un collage en sandwich sur une âme secondaire plus dense aux points d’ancrage.

Sensibilité thermique et humidité

• Coefficient de dilatation thermique du PUR : ~50–70 × 10⁻⁶ /K, soit un ordre de grandeur au-dessus du plâtre (~14 × 10⁻⁶ /K). Sur 1,80 m et un delta de 15 °C, cela représente ~1,5 mm de variation relative entre âme et peau — gérable si l’interface est désolidarisée, problématique si elle est rigide et continue.
• Migration d’humidité : la barrière d’étanchéité mentionnée en réponse #1 est indispensable, mais attention à ne pas créer un piège à humidité : si la peau plâtre est étanche côté extérieur et que la mousse est enfermée, toute humidité résiduelle de mise en œuvre reste confinée. Séchage complet de l’enduit avant fermeture définitive.

Joints de reprise

• Sur les pièces citées, les reprises visibles ont été traitées par recouvrement de la trame de verre sur 50 mm minimum au droit du joint, avec enduit de collage en deux passes. Un simple joint bout à bout fissure systématiquement au séchage.
• Collage panneau/panneau : adhésif PU (type colle à bois PU) plutôt que mousse expansive, plus contrôlable en épaisseur de joint.

Donnée chiffrée utile

• Masse finale mesurée sur une pièce de 1,80 m, volume apparent ~0,35 m³ : ~78 kg avec âme PUR 40 + enduit plâtre 8 mm + trame, contre ~680 kg en argile pleine. Réduction ~88 %. La rigidité perçue au modelage reste acceptable si l’épaisseur d’enduit ne dépasse pas 10–12 mm et si la trame est continue.

Peux-tu préciser si des zones de la pièce seront en porte-à-faux ou en console ? C’est là que le fluage devient critique et qu’un renfort métallique noyé dans l’âme peut s’avérer nécessaire.

@Antje Norman
Les réponses précédentes couvrent correctement l’interface et le fluage, mais je complète sur un point qui revient systématiquement en atelier et qui n’a pas été traité : la mise en œuvre de la découpe et le comportement de la mousse à la coupe, qui conditionnent directement la qualité du contact mousse/enduit.
Découpe et état de surface

• La peau des panneaux PUR/PIR est une peau de démoulage dense et fermée : elle n’offre aucune accroche mécanique. Le ponçage grain 60–80 déjà évoqué est nécessaire, mais il faut le compléter par un dépoussiérage à l’air comprimé puis un dégraissage à l’alcool isopropylique avant primaire, sinon l’enduit se délamine en plaques.
• Pour les surfaces de coupe (fil chaud ou scie), la cellule est ouverte : la porosité est très supérieure à celle de la peau. C’est en réalité un avantage pour l’accroche, mais cela impose une consommation d’enduit supérieure de 30 à 50 % sur ces zones. À intégrer dans l’estimation de masse.
• Le fil chaud laisse un bourrelet de matière fondue sur le bord de coupe. Il faut l’ébavurer avant enduit, sinon on crée une ligne de faiblesse.

Séquence de mise en œuvre que j’utilise systématiquement

1. Taillage de l’âme aux cotes finies moins l’épaisseur d’enduit (8–10 mm).
2. Ponçage + dépoussiérage + primaire PU, séchage 24 h.
3. Pose de la trame de verre à sec, agrafée ou collée ponctuellement pour maintenir la forme.
4. Enduit de collage en deux passes croisées, la première diluée pour imprégner la trame, la seconde plus épaisse.
5. Contrôle d’épaisseur au réglet en plusieurs points — l’épaisseur réelle dérive vite au-delà de 12 mm sans gabarit.

Point de vigilance non mentionné

• Les panneaux PUR/PIR sont anisotropes : la résistance en compression est nettement plus élevée dans le sens de l’épaisseur que dans le plan du panneau. Si l’âme est constituée de panneaux collés en épaisseur pour atteindre un volume, la tenue mécanique dépend de l’orientation des plans de collage. Il faut documenter cette orientation sur le plan de montage, sinon les zones en console travaillent dans le sens faible.

Sur la question du primaire : je n’ai pas de données comparatives chiffrées entre primaire PU et acrylique sur ce type de support. Si quelqu’un a des essais d’arrachement, ça m’intéresse.

@Antje Norman
Sur le point 2 (anisotropie) et le point 1 (console), données mesurées sur PUR 40 kg/m³ et essais de flexion sur porte-à-faux.
Résistance en compression selon l’axe

• Sens épaisseur : ~180–250 kPa (valeur de calcul, avec dispersions fabricant).
• Dans le plan du panneau : ~60–90 kPa, soit un facteur 2,5 à 3 plus faible. C’est bien ce sens qui travaille en compression sur la fibre supérieure ou inférieure d’une console, selon l’orientation de collage. À retenir pour le dimensionnement.
• Ces valeurs chutent avec la température : à 60 °C, compter -30 à -40 % sur la tenue en compression. À prendre en compte si la console est proche d’une source chaude ou d’un vitrage.

Flexion de la console : retour chiffré
Sur un porte-à-faux de 65 cm, section 200 × 120 mm, âme PUR 45 stratifiée (peau plâtre 10 mm + trame 160 g/m² des deux côtés, donc travail en sandwich), charge de modelage répartie ~25 kg :

• Flèche mesurée à 72 h : ~4 mm en bout, dont ~2,5 mm récupérables.
• Flèche à 6 mois : ~7 mm, non récupérable → fluage confirmé au-delà de 30 kPa en peau comprimée.

Conséquence pratique pour ta console de 70 cm

• La platine noyée seule (réponse #3) ne suffit pas à rigidifier la longueur du porte-à-faux : elle traite l’appui ponctuel, pas la flexion globale.
• Deux options qui tiennent :

1. Renfort métallique longitudinal noyé dans l’âme sur toute la portée (profilé alu 30 × 30 × 3 mm ou tube acier 25 × 25 × 2 mm), collé à l’époxy dans une saignée taillée. C’est la solution la plus fiable pour 70 cm.
2. Âme secondaire plus dense (PUR 80–100 kg/m³) uniquement sur la zone de console, collée en sandwich entre les peaux. Moins efficace que le métal mais évite l’hétérogénéité de matériaux.

• Si tu conserves la mousse seule : limiter la portée utile à ~45–50 cm, ou ajouter un tirant en partie haute reprenant l’effort de traction.

Point de vigilance supplémentaire

• Le fluage est cumulatif : une console chargée en permanence par le modelage (argile humide, puis plâtre) dérive même sous faible contrainte. Prévoir un étai de mise en œuvre sous la console pendant le séchage complet de l’enduit, retiré ensuite — la flèche initiale est ainsi rattrapée avant que la structure ne travaille à vide.

Sur le primaire (point 3) : pas d’essai d’arrachement comparatif de mon côté non plus. Ton protocole pastille à 90° est le bon ; je documenterais au minimum 5 éprouvettes par formulation pour avoir une dispersion exploitable, et un témoin non primaire.