La finition en menuiserie extérieure

La finition est la dernière étape de transformation d’une menuiserie et elle joue un rôle important dans la qualité et le maintien de ses performances. La finition désirée et l’essence de bois employée déterminent les étapes de finition à mettre en œuvre : protection provisoire “incolore” (IF + H), protection provisoire “impression blanche” ou finition complète. Les produits de finition doivent répondre aux normes NF EN 927-(1 à 6). La complexité de la finition impose de parler d’un “système de finition”, impliquant plusieurs produits successifs avec une concentration en extraits secs “croissante”. Chacun ayant une fonction propre bien définie.

A la livraison d’une fenêtre sur le chantier, deux degrés de finition sont possibles.

• Degré de finition provisoire ou « à finir » (AF) : la fenêtre est revêtue d’une protection provisoire devant recevoir obligatoirement un système de finition adapté sur le chantier dans le délai maximum de recouvrement lié au niveau revendiqué (cf tableau).

• Degré de finition complète ou « finie » (FI) : la fenêtre est livrée finie avec toutes les couches de finition appliquées en atelier de production. Le délai de surveillance pour le premier entretien lié au niveau revendiqué (cf tableau), correspond au temps estimé à partir duquel il faut surveiller l’état de finition et entreprendre sa rénovation si besoin.

Depuis 2010, bien que la majorité des menuiseries vendues soit revêtue d’une finition provisoire (AF), de plus en plus de menuisiers s'orientent vers la fourniture d’un produit fini (FI) de façon à apporter une plus-value à leur produit et pouvoir donner des garanties à leurs clients, de plus cela améliore grandement la qualité de finitions. La norme NF P 23-305 définit des degrés et des niveaux de finition appliqués en atelier sur des éléments de fenêtre en bois.

Tableau de définition des degrés et des niveaux de finition donnant les préconisations d’intervention

Bien que donné comme tel, il est évident que la performance de tenue d’un système de finition est fortement liée aux conditions d’exposition de l’ouvrage. Plusieurs paramètres influent sur la pérennité de la finition :

• le mouvement du bois dû aux variations hygrométriques ;

• l’état du support avant l’application de la peinture ;

• les UV et plus généralement l’ensoleillement ;

• l’amplitude thermique.

Pour être en conformité avec la norme NF P 23-305, décrit précédemment, il est donc crucial de comprendre les différents systèmes de finition.

La protection provisoire “incolore” : préservation insecticide et fongicide

Avant de recevoir une couche de peinture “opaque” ou “ton bois”, la menuiserie doit être traitée et recevoir un traitement de protection. La première étape consiste à appliquer sur le bois un produit de préservation insecticide et fongicide (IF), il est exempt d’extrait sec pour permettre une meilleure pénétration de matières actives dans le pore du bois. Il accentue ainsi la résistance aux attaques biologiques (insectes, champignons). Pour être efficace, il doit pénétrer au minimum sur 3 mm pour les bois non-imprégnables ou 6 mm pour les bois imprégnables. Ce traitement est indispensable pour les classes d’emploi 2 et 3.1 et nécessaire pour certaines essences en classe d’emploi 3.2. Il peut être réalisé par trempage ou aspersion en approche manuelle ou automatique. Une application par pulvérisation ou badigeonnage n'est pas adaptée car elle ne permet pas une pénétration suffisante du produit. Selon la classe d’emploi de l’essence, on peut s’affranchir d’un traitement généralisé (couvrant l’ensemble du châssis) et recourir à un traitement localisé pour limiter les coûts et l’impact environnemental. On peut, par exemple, traiter uniquement la partie basse d’un châssis (partie la plus exposée). Il est nécessaire uniquement si la durabilité naturelle du bois est insuffisante, a contrario de la finition qui a d’autres fonctions (hydrofuge, anti-UV, esthétique, etc.) et par conséquent obligatoire.

La protection provisoire avec primaire imprégnant : “hydrofuge incolore” ou “impression blanche”

La seconde étape concerne la protection contre les reprises d’humidité sur le chantier. Le bois est donc traité avec un produit primaire imprégnant, choisi en fonction de la finition finale. Cette protection est obligatoire quel que soit la classe d’emploi du bois mis en œuvre.

“Hydrofuge incolore”

Avec un pourcentage d’extrait sec compris entre 5 et 20, c’est un bouche-pore de surface. Ce produit est utilisé pour les finitions “ton bois”.

“Impression blanche”

Le pourcentage d’extrait sec est légèrement supérieur, compris entre 10 et 35, mais assure la même fonction de bouche-pore. Ce produit est préconisé pour les finitions “opaques”.

L’addition de ces deux étapes (traitement IF et primaire imprégnant) permet à la menuiserie d’être protégée temporairement dans le cas où la couche de finition définitive serait appliquée après la pose, c’est ce que l’on appelle la protection provisoire à 3, 6 ou 12 mois, selon le produit utilisé (transparent ou opaque). Cette “couche de fond” en bouchant les pores du bois, évite une trop grande absorption de la couche de finition et permet une meilleure adhérence de cette dernière. Le procédé de traitement doit toujours être appliqué avant la première couche de finition. Elle empêche également que les fibres du bois se relèvent et que la couleur ne soit altérée.

La finition finale : “ton bois” ou “opaque”

Le rôle principal de la finition est de protéger le bois contre les agressions extérieures (intempéries et rayonnement solaire). Ses performances dépendent fortement de sa composition : pigmentation et type de résine. Outre sa mission d’apporter de la couleur, les pigments ont aussi la capacité d’absorber ou de réfléchir les rayons UV empêchant ainsi la dégradation de la résine. En effet, un revêtement pigmenté a une durabilité supérieure (de deux à quatre fois supérieure) à celle d’un revêtement transparent à liant équivalent. Pour préserver les menuiseries extérieures, on utilise des produits de finition “opaque” et “ton bois”. Ces derniers, pouvant avoir des bases identiques, n’ont plus de raison d’être scindé en deux familles, c’est pourquoi les termes de peinture et de lasure ne sont plus pertinents. On parle donc de “film de finition” car le pourcentage d’extrait sec est compris entre 30 et 50, assurant ainsi un réel film de protection.

Ton Bois ou transparent : La finition “ton bois” est un produit de finition transparent (et le plus souvent pigmenté) microporeux. Il permet de conserver l’aspect du bois en laissant apparaître le veinage. Pour les menuiseries extérieures, une finition "incolore" sans un minimum de pigments est fortement déconseillée. En effet, elle ne permet pas d'obtenir une tenue minimale de 2 ans en façade exposée, comme le préconise la NF P 23-30. Il existe trois sortes de produits :

• d’imprégnation : ils pénètrent légèrement dans le bois sans produire de film visible en surface et se dégradent assez vite (donc à utiliser en première couche uniquement) ;

• à haut extrait sec (plus de 40%) : ils forment dès l’application de la deuxième couche un film protecteur ;

• “normaux” : ils sont de qualités intermédiaires.

Ils peuvent être à base d’huile ou à base polymère (acrylique, alkyle). L’entretien se fait tous les 3 à 10 ans, selon l’exposition de la menuiserie, avec un produit de bonne qualité. Se dégradant uniformément par « farinage », cela permet une rénovation aisée par lavage ou brossage. Si l’on désire changer de procédé, et passer à une finition opaque par exemple, un décapage est nécessaire uniquement si la base du produit est différente.

Opaque : La finition opaque est la protection la plus durable pour les menuiseries extérieures. L’entretien se fait en général tous les 5 à 15 ans. Etant une protection filmogène, le produit dépose donc une fine couche obstructive à l’air et masque l’aspect du bois.Il est constitué, en général, de quinze à vingt composants :

- les liants qui ont pour but la cohésion de la matière et permettent de former un film solide et durable ; les solvants qui permettent au liant de rester en solution et donnent sa fluidité au produit, c’est suite à leur évaporation que le film se forme. Les pigments ou les colorants qui permettent la coloration se différencient par leurs caractéristiques, les premiers sont insolubles avec un fort pouvoir couvrant et très stable vis-à-vis de la lumière et des UV, alors que les seconds sont solubles mais ont une mauvaise stabilité à la lumière et à la chaleur. Il est également important de faire attention à la couleur employée, en effet, une couleur très foncée (gris anthracite) a un pouvoir réfléchissant moindre et peut par conséquent provoquer une très forte montée en température du support s’il est exposé au soleil, pouvant engendrer des dégradations ;

- les charges qui jouent un rôle sur les caractéristiques mécaniques du film, donc sur la résistance aux agents extérieurs, le ponçage et l’imprégnabilité, son rapport avec les pigments définit le pourcentage d’extrait sec ;

- les additifs qui permettent d’améliorer certaines propriétés de la finition (dureté, tendu du film, homogénéisation, biocide, matifiants, absorbeurs UV, etc.).

Pour les produits en phase aqueuse, des agents de coalescence, de conservation ou encore de neutralisation sont également ajoutés. On retrouve deux principaux types de produits : en phase aqueuse (à l’eau) et en phase solvantée (à l’huile).

- Les produits en phase aqueuse contiennent un mélange d’eau et de co-solvants. Ils peuvent être hydrosolubles (composés de liants en solution dans le mélange eau/solvant) faciles à appliquer mais avec peu d’extrait sec ou hydrodiluables (le liant est en émulsion dans le mélange eau/solvant) avec un extrait sec élevé. Cependant, l’application est plus complexe. Il y a plusieurs types de liants en phase aqueuse :

• Les vinyliques sont entre les produits à l’eau et à l’huile, ayant les avantages de chacun. Comportant de l’acétate de vinyle, ils sont donc très élastiques et ont une bonne adhérence.

• Les alkydes, en partie d’origine naturelle, sont mixtes, un peu comme les vinyliques, ayant les avantages des produits à l’eau et une très grande résistance. Initialement créé à base d’huile comme les peintures glycérophtaliques, la réglementation COV a poussé les fabricants de produits de finition à trouver une solution pour les proposer en phase aqueuse.

• Les alkydes-uréthanes sont des mélanges de résines alkydes et d’huiles uréthanes. Ces dernières sont ajoutées pour accélérer le séchage par rapport à une alkyde pure, et confère aussi une meilleure résistance aux rayures, à l’eau et acquiert une meilleure dureté.

• Les acryliques peuvent être utilisés pour les menuiseries extérieures. Ils sèchent rapidement, et sont moins toxiques (libèrent moins d’odeurs) que les produits avec solvants. Leur faible jaunissement, leur bonne élasticité et leur résistance au vieillissement sont également des avantages qui contribuent à leur utilisation pour les menuiseries extérieures malgré leur plus faible niveau de brillance et d’adhérence.

• Les acryliques hybrides (alkydes acryliques, silicones acryliques, acryliques multi phases ou structurées) sont conçus pour améliorer les caractéristiques des acryliques purs. Cela permet en effet de faciliter la pénétration et l’adhérence sur le bois, d’obtenir un niveau de brillance supérieur et une bonne durabilité. Totalement adaptés pour l’extérieur, ils sont en plus résistants au jaunissement et conservent les couleurs plus longtemps, si on ajoute des absorbeurs d’UV.

- Les produits en phase solvant utilisent des substances organiques liquides tels que les hydrocarbures (huiles), des alcools ou des esters, ou bien encore des mélanges avec des pouvoirs solvants différents. Ils ont un atout majeur en minimisant le relevé des fibres du bois (comparé à un produit en phase aqueuse). Il y a plusieurs types de liants en phase solvant :

• Les glycérophtaliques sont résistants aux chocs, à l’humidité et sont très couvrants. Composées à environ 40 % de térébenthine ou white spirit, ils nécessitent le même type de solvant (white spirit) pour leur nettoyage. De par leur forte teneur en COV (composés organiques volatils) et leur séchage lent, les produits à l’huile sont de plus en plus remplacés par des produits acryliques.

• Les polyuréthanes sont issus de réactions chimiques qui confèrent au produit une bonne adhérence, une ténacité et une résistance à l’eau et aux produits chimiques. Qu’ils soient mono-composants ou bi-composants, leur emploi est plutôt proscrit en extérieur à cause de leur trop grande dureté. Ces produits sont en cours de développement pour passer en phase aqueuse et permettre une application en extérieur car ils montrent déjà de bons résultats dans le domaine de l’ameublement intérieur.

Parmi les produits, ceux dits « microporeux » favorisent les échanges de vapeur et évitent la rétention d’eau à l’intérieur du bois. Les finitions brillantes sont, quant à elles, généralement plus durables. Par ailleurs, il faut savoir qu’il est possible d’utiliser un produit acrylique sur une sous couche glycéro, mais que l’inverse n’est pas possible.

Plusieurs concepts ou labels ont mis en place des spécifications à respecter quant aux produits de finition, comme :

• la conception de la fenêtre et les modes de fabrication ;

• les modes d’application ;

• la formation des opérateurs en charge de la finition ;

• un contrôle de CPU (Contrôle Production Usine) ;

• des exigences d’entretien de la finition par le client final.

Il s’agit de labels définis individuellement, tels que le concept NABOCO®, le label Remmers System Garantie ou encore le concept Longlife de Sikkens. Chacun, indépendant l’un de l’autre, apporte une qualification à la finition.

Il existe plusieurs procédés d’application selon le produit employé et l’ouvrage à finir.

• Le badigeonnage est la technique la plus rudimentaire car elle nécessite peu de matériel. Elle est en effet réalisée par application du produit avec un pinceau ou un rouleau. Il faut toutefois veiller à utiliser un matériel adapté aux solvants et à la viscosité du produit, ainsi qu’à la forme de l’ouvrage à finir. Cette technique reste malgré tout peu utilisée par les professionnels du fait de la faible productivité et de la faible qualité d’application.

• La pulvérisation peut être pneumatique ou électrostatique.

Pour la pulvérisation pneumatique, le produit est propulsé dans une buse par un flux d’air comprimé. Le débit et la forme du jet peuvent être ajustés.

La pulvérisation haute pression sans air Airless® permet d’augmenter le débit et améliorer le rendement. Ce procédé fonctionne en comprimant le produit par une pompe à piston à haute pression. Une pulvérisation intermédiaire (type Airmix®) qui combine la pulvérisation pneumatique avec la pulvérisation Airless® permet de conserver une finesse d’application grâce à l’obtention d’un faible brouillard et un grand débit.

Pour obtenir une pulvérisation électrostatique, il est possible d’ajouter un système d’ionisation à toutes ces pulvérisations. Ce procédé consiste à centrifuger les particules du produit pour les mettre en mouvement puis à les ioniser créant des particules chargées négativement qui vont donc se reposer et former un brouillard très fin. Ce dernier sera ensuite attiré par l’ouvrage à finir relié électriquement à un pôle positif. Ce procédé permet de réduire les mouvements de pistolet et de diminuer la consommation de produits, donc les coûts.

• Le trempage consiste à immerger les pièces dans le produit, les retirer, les égoutter puis les sécher. La difficulté d’obtenir une régularité d’épaisseur entre le haut et le bas de la pièce ainsi que la quantité souhaitée de produit demeure l’inconvénient principal. C’est la raison pour laquelle ce procédé est généralement employé pour l’application de primaires.

• La filière à dépression est une tête avec un gabarit à l’intérieur. La tête est approvisionnée en produit depuis un réservoir grâce à une pompe à membrane. La vitesse d’avance, la viscosité du produit et la dépression dans la pompe vont déterminer le grammage sur l’ouvrage. L’avantage de ce procédé est la bonne imprégnation et la bonne accroche de la première couche grâce à l’absence d’air. Il permet également de déposer sur l’ouvrage la totalité du produit consommé et d’obtenir des cadences élevées. En revanche, le procédé implique un brassage et le produit malaxé peut créer un phénomène de moussage.

Pour réaliser les finitions, les entreprises ont besoin de posséder un minimum de matériel. Certaines installations requièrent de la place et un investissement important, c’est pourquoi certaines entreprises sous-traitent les finitions.