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Les cires
Les cires sont utilisées dans le monde automobile pour leur rendu (brillance, profondeur, effet
miroir, effet mouillé, chaleur, ...) et la protection qu’elles offrent vis-à-vis des agressions extérieures
(fientes, insectes/exosquelettes, contaminations atmosphériques, goudron, saleté de la route, sel,
pluie acide, oxydation, ...).
1. Généralités :
Le terme de cire fait généralement référence à une substance organique solide qui peut devenir
liquide à des températures élevées.
La composition chimique des cires est complexe. Elles sont issues principalement du pétrole mais il
existe également des cires naturelles : minérales (à base de lignite), végétales ou animales.
Une cire automobile ne contient en général pas plus de 15 à 20% de cires naturelles.
Qu’elles soient solides, pâteuses ou liquides n’a pas grand intérêt pour un chimiste.
La différence se fait sur les coûts de production, le marketing mais aussi sur la facilité d’application
et de buffing, la protection ou le rendu.
Les seuls ingrédients qui feront la différence sont la qualité de la cire et son pourcentage de contenu
et ses agents (solvant, silicone ou huiles).
Les cires en pâte sont des formes plus épaisses (en consistance) des cires liquides. Elles n’ont pas
forcément plus de solvants.
Les solvants et huiles des cires agissent comme des lubrifiants et aident à l’adhérence en travaillant
dans les aspérités de la surface traitée.
Toutes les cires naturelles ont besoin d’un solvant pour être ramollies car dans leur état naturel elles
peuvent être aussi solides que du béton.
Les molécules des cires de carnauba ont des liaisons moléculaires fermées mais elles sont liées entre
elles pour protéger la surface.
Les cires polymères ont des liaisons ouvertes pour que les molécules forment des chaines. Elles ont
une longévité meilleure que celles à base de carnauba. Une cire au carnauba va cependant offrir une
meilleure protection contre les excréments d’oiseaux ou d’insectes qu’une cire aux polymères.
Pourcentage de la teneur : la plupart des cires au carnauba annoncent des teneurs de 50% de
carnauba. Il s’agit de la teneur en poids et non en volume. 30% de la teneur en volume représente
50% de la teneur en poids. C’est pourquoi on ne peut jamais connaitre la teneur exacte à moins que
le fabriquant stipule clairement si c’est une teneur en poids ou en volume.
Le reste est constitué de solvants, de polymères, de silicone, d’huiles, de cire d’abeille, de cire
synthétique ou d’autres cires.
La couche de cire sur le vernis d’une voiture fait moins de 25 nanomètres (0,025 µm).
2. Les différentes cires :
2.1. Les cires naturelles :
Cire d’abeille :
Elle existe depuis 2000 ans. La cire est secrétée par les abeilles pour construire les alvéoles des
ruches.
La composition de la cire varie en fonction du lieu géographique et du régime alimentaire des
abeilles formant la ruche.
Elle comprend typiquement des hydrocarbones, des esters d’alcool acide et des acides
carboxyliques.
La fabrication de cire automobile se fait en général en mélangeant une quantité égale de cire
d’abeille et d'essence de térébenthine dans laquelle la cire va se dissoudre.
Cire d'abeille
Cire animale :
Comme la lanoline (issue de la laine de mouton) et l’ambre gris (produit dans les intestins des
cachalots).
Lanoline et ambre gris
Cire de carnauba :
C'est la plus connue dans le domaine de l'entretien automobile.
Elle est récupérée à partir d’une variété de palmier (Copernicia Prunifera, également appelé « Tree
of Life ») qui pousse presque exclusivement au Brésil. Elle se forme sur la feuille des arbres et est
récupéré par la coupe et le séchage des feuilles.
Elle est caractérisée par sa dureté et son point de fusion élevé, qui sont les plus élevés des cires
naturelles.
Source Swissvax :
Le "Copernica Prunifera" est un palmier qui vit dans le nord du Brésil.
Pour la protection contre l'évaporation, ce palmier sécrète de la cire de Carnauba pure sur ses
feuilles en éventail, larges de 2 mètres.
Cette cire se récolte sur la surface supérieure de ses feuilles.
La cire rare de Carnauba "Grade One" est la cire naturelle, transparente, la plus chère et la plus dure
au monde.
Le dégré de brillance croît parrallèlement avec la teneur en cire Carnauba de la formulation.
Les cires pour automobiles usuelles contiennent 3% à 5% en volume de cire Carnauba.
Les cires Swissvax en contiennent entre 30% et 60% en volume.
Copernicia Prunifera
Bloc de carnauba
Cire de candelilla :
Elle est récoltée dans des arbustes cultivés au Mexique et dans l’état du Texas.
Candelilla
Cire d’Ouricury :
Cette cire est obtenue à partir des feuilles d’un autre palmier brésilien.
Cire de Jojoba :
Elle est extraite des graines de la plante de Jojoba qui pousse au Costa Rica, en Israël, au Mexique
et aux Etats-Unis.
Cire Montan :
Elle provient d’une extraction (par solvant) de lignite.
La plupart de ces cires naturelles se caractérise par le degré de difficulté requis pour les récolter et
les purifier, contrairement aux cires provenant de l’industrie pétrochimique (parafine,
microcristalline).
2.2. Les cires synthétiques
Elles sont apparues il y a une cinquantaine d’années et sont basées sur une résine polymère,
acrylique ou silicone.
Elles ont des propriétés différentes d’un fabriquant à un autre.
Elles se distinguent par leur rendu, leur longévité, la protection qu'elles offrent et qui sont fonction
des molécules utilisées.
Elles sont appelées sealants (mastics).
Leur intérêt provient de leur facilité et de leur coût de fabrication comparés à ceux des cires
naturelles.
Sealants Zaino
3. Composants basiques d’une cire :
La composition d’une cire ou d’un sealant, bien que plus complexe que d’autres produits, reste
basique pour un chimiste.
Les facteurs pris en compte dans la formulation sont la facilité d’application et d’essuyage (le
buffing), la capacité à nettoyer ou remplir (si nécessaire), la profondeur, la brillance, la durabilité, la
résistance (pluie, détergents, lavages), la tenue dans le temps . . .
Souvent une caractéristique est mise en avant par rapport aux autres.
La meilleure cire (ou sealant) sera celle (celui) qui regroupe le plus de ces caractéristiques.
Les principaux composants sont :
Solvants ou huiles : utilisés pour nettoyer chimiquement, adhérer à la surface, travailler le produit et
l’étaler.
Emulsifiants : (huiles ou eau) pour stabiliser le produit et le rendre facile à utiliser.
Fins abrasifs : pour offrir un nettoyage doux et aider la cire à sécher pour faciliter l’essuyage.
Tensioactifs : (surfactant) pour réduire la tension de surface des liquides.
Silicones : pour modifier certaines caractéristiques (brillance, lubrification).
Coloration : purement marketing.
Parfum : marketing mais pourquoi ne pas travailler avec une bonne odeur.
Polymères : la plupart des cires contient des résines de polymères pour améliorer leur longévité.
4. Les sealants (polymères) :
4.1. Polymères et polymérisation :
Un polymère est un composé chimique dont la structure est une répétition de la même unité
structurelle, appelée monomère.
Il s’agit d’une macromolécule qui est formée d’une répétition de ces monomères connectés entre
eux par des liaisons chimiques covalentes.
On pense tout de suite au plastique mais le terme désigne une large classe de matériaux naturels et
synthétiques.
La polymérisation consiste en la formation de chaines de monomères pour faire un polymère. La
nature et l’arrangement relatif des monomères qui forment le polymère influence les propriétés du
polymère. Il y a de nombreuses formulations de polymères (environ 30 000). Les sealants se
distinguent entre eux par le type de polymères chimiquement créés et par l’émulsion utilisée dans le
produit. La structure moléculaire de tous les polymères est basée sur une chaine d’atome de
carbone.
Chaine d'un polymère
4.2. Qu'est-ce qu'un sealant polymère :
Un sealant polymère est donc une cire non-organique créée à partir de polymères pour sceller la
peinture grâce à une fine barrière.
Les polymères ont une très bonne durabilité, offrent un brillant lumineux mais argenté et plat.
Ce sont de bon compromis comme cire du fait de leur longévité, mais ils n'ont pas les propriétés des
cires de carnauba (chaleur et profondeur).
Ceci est inhérent à leur structure moléculaire covalente : ils ne peuvent mimer les propriétés d’une
cire au carnauba.
S’ils sont mal conçus, les sealants polymères peuvent se fissurer, jaunir ou fausser l’optique de la
surface peinte.
La plupart des sealants polymères de bonne qualité contiennent des amines ainsi qu’un mélange de
résine et un faible pourcentage de cire.
Ils se distinguent entre eux par le type de polymères chimiquement créés et les composants utilisés
dans l’émulsion suspendant les polymères.
Les polymères utilisés dans les sealants ont besoin d’une surface peinte pour former un lien
moléculaire. Ils se fixent mal sur une surface métallique.
Un vernis a une surface poreuse, ce qui leur permet de s’attacher très bien et d’offrir la protection
attendue.
Les sealants ont pris leur essor avec l’industrie chimique dans les années 30.
Les sealants polymères les plus communs incluent des silicones, des acryliques, des uréthanes, des
butyles et d’autres types de polymères.
4.3. Les différents types de sealants polymères :
Sealants polymères :
Ce sont des molécules à liaisons ouvertes qui se joignent entre elles pour former un maillage de
forme allongée qui a pour effet de refléter la lumière à cause de sa surface plate.
Comme ils sont très transparents, ils transmettent fidèlement la couleur de la surface mais ils ont
très peu de profondeur, résultant de ce qui est perçu comme une lueur plate et très brillante (comme
celle de l'argenterie).
La longévité est due au type de polymère utilisé (souvent du polymère amino-fonctionnel) dans
leurs formulations.
Sealants acryliques polymères :
Ils sont plus communément appelés sealants acryliques.
Les polyacrylates sont un groupe de polymères. Ils sont généralement considérés comme des
plastiques, réputés pour leur transparence.
Les monomères acrylates qui composent les polymères peuvent être des acides acryliques, de
l’acrylate de butyle, des di-ethylhexyl acrylate ou de l’acrylate de méthyle.
Ces produits contiennent de l’acide polyéthylène-acrylique qui provoque des gravures dans la
peinture et qui permet une liaison modifiée avec la surface peinte.
Ceci permet d’augmenter la durabilité par rapport à un produit à base de polyéthylène.
Zaino et Duragloss sont des exemples de polymères qui produisent un éclat clair et brillant. Klasse
ou Werkstatt sont des sealants acryliques qui essaient de produire une lueur liquide.
Sealant Zaino et Sealant Klasse
Nanotechnologie :
Elle s’applique habituellement aux polymères qui ont un lien monoculaire étroit avec la surface
ondulée de la plupart des substrats car ces derniers présentent tous des micro-fissures.
Ces micro-fissures permettent à la nanotechnologie de former un lien très sécurisé avec la surface,
favorisant la durabilité.
Cross-linking :
Il a besoin d'une surface poreuse pour se lier.
Les polymères adhèrent d’abord par la tension de surface puis après évaporation du solvant ou de
l’huile.
Les polymères se lient entre eux (polymères réticulés) pour former une liaison moléculaire
covalente à la surface.
Le cross-linking chimique tend à augmenter la force et la ténacité (aux solvants, ou autres produits
chimiques) et consiste à la formation de liaisons entre les chaines (semblable a un maillage).
Cross-linking entre des chaines de polymères
4.4. Application :
Les polymères ont besoin normalement de 24 heures pour se lier à la carrosserie. Temps nécessaire
avant d’appliquer à nouveau un produit si la température ambiante est en dessous de 21°C et 6
heures si elle est au dessus de 21°C.
Tous les sealants polymères demandent un temps de pose avant que vous puissiez passez une
nouvelle couche en obtenant de bons résultats.
Le temps que met un polymère pour former ses liaisons monoculaires et/ou le temps d’attente pour
appliquer une couche supplémentaire dépend de nombreux facteurs dont le type et la quantité de
solvant utilisé, le type de polymère et des autres composants présents dans l’émulsion où sont
suspendus les polymères.
Si la polymérisation n’est pas terminée, la durabilité sera médiocre.
Après polymérisation, les molécules sont stables et inertes.
La présence d’eau ou de graisse empêche la polymérisation et va compromettre la force, la
durabilité, le cross-linking et l’adhérence du polymère.
Il faut s’assurer que la surface du véhicule ne sera pas exposée à la pluie, l’eau (cela inclut les
Quick Detailer) pendant 12 à 24 heures.
Pour s’assurer d’une surface optimale (propre, sans huile et que la sous-surface ne contient ni
graisse, ni résidus) pour l’accroche des sealants, il faut utiliser un polish sans huiles ou passer de
l’alcool isopropylique (également appelé isopropanol ou IPA) ou un cleaner chimique (Zaino AIO,
Klasse All-In-One, ...) après le polissage ou le passage de la clay. Les sealants polymères résistent à
la chaleur, aux détergents et protègent (ou peuvent protéger) des pluies acides, de la pollution
présente dans l’air, des excréments d’oiseaux, des UV. Les polymères sont hydrophobiques : les
perles d’eau (beading) sont dues à la haute tension de surface (tensio-actif), l’écoulement (sheeting)
est du a la structure moléculaire covalente. Plusieurs couches de sealant vont amener un look plus
profond, plus mouillé (jetting), plus brillant. Une cire au carnauba va se fixer sur un polymère mais
un polymère au dessus d’une carnauba ne pourra pas faire ses liaisons (à l’exception du Zaino Clear
Seal : Z-CS).
5. Les cires au carnauba :
5.1. La carnauba :
La carnauba est une cire végétale grasse, obtenue à partir de feuilles d’un palmier (Copernicia
prunifera) poussant au nord et nord-est du Brésil, le long des berges, des vallées et lagunes où le sol
est noir et fertile.
Cette cire recouvre les feuilles et est hydrophobe : elle forme une barrière qui est une protection
naturelle des feuilles contre les pluies acides, les polluants atmosphériques et les fientes d’oiseaux
acides.
Elle a une affinité avec l’eau, la capacité à retenir l’huile et a des propriétés de brillance excellentes.
La carnauba est la cire naturelle la plus dure, la plus solide et la plus transparente au monde.
Elle contient principalement des esters d’acide gras (80-85%), des alcools gras (10-15%), des acides
(3-6%) et des hydrocarbones (1-3%).
Sa couleur est déterminée par l’âge des feuilles quand elles sont récoltées.
Elle va du jaune pâle aussi appelée à tord carnauba blanche (pour des nouvelles feuilles non
ouvertes) jusqu’au brun verdâtre appelée carnauba jaune (pour des vieilles feuilles exposées au
soleil et aux intempéries).
Il y a diverses qualités de carnauba : jaune, Grade One, La jaune pâle (aussi appelée ivoire, blanche
ou beige) a la plus grande clarté (elle est très transparente) et représente la plus haute qualité de
carnauba disponible. Elle est très prisée pour les concours d’Elégance.
La carnauba blanche n’existe pas naturellement. Il s’agit d’un terme marketing pour désigner la
pureté (plutôt que beige ou ivoire).
Une carnauba blanchie artificiellement a sa composition qui est forcément altérée et donc de
moindre qualité.
En plus de la couleur, la qualité se distingue aussi selon la région d’origine : Parnahyba, Piaui,
Ceara et Bahai.
Carnauba Dodo Juice
5.2. Application :
On en parle sur un autre guide en détail.
La carnauba dans son état naturel ne peut être utilisée comme cire automobile car elle est vendue en
bloc solide.
C’est pourquoi on utilise des huiles, des solvants, de la cire d’abeille ou des polymères dans les
cires pour qu’elles soient utilisables, performantes et durables.
La carnauba appliquée sur une surface ne vas pas adhérer d’elle-même, ni former des liaisons
moléculaires (à la façon des polymères).
Les solvants et les huiles miscibles sont ajoutés pour qu’elle puisse se répandre uniformément sur la
surface.
Les cires naturelles adhèrent initialement par la tension de surface.
Le processus d’adhérence se fait ensuite grâce aux éléments ajoutés (solvants et/ou huiles) dans les
pores et le relief microscopique de la surface en créant ainsi un ancrage mécanique.
La carnauba est intrinsèquement hydroscopique quand elle est exposée à l’eau : la cire gonfle et
ferme ses pores. Ce qui entraine une tension de surface et provoque le perlage de l’eau (beading) et
son écoulement (sheeting).
L’application d’une cire peut demander deux étapes car associée à deux produits : une huile
nettoyante (appelée cleaner ou pre-wax) et la cire.
Le cleaner redonne les huiles perdues à la peinture, enlève la contamination de surface et prépare la
surface pour que la cire puisse y adhérer de façon optimale en ouvrant les pores.
Les cires peuvent être considérées comme semi-solides jusqu’à ce que les agents (solvants ou
huiles) s’évaporent.
Ces molécules de cire forment une maille similaire à une boite à œufs sur les molécules de peintures
(qui sont plus petites), ce qui leur donne une profondeur optique.
A cause de cette forme particulière, la lumière reflétée est un peu déformée et produit le « jetting »
aussi appelée effet mouillé (wet look).
Ces propriétés de la carnauba créent un brillant riche avec une très grande profondeur et l’illusion
d’une surface mouillée.
Plus la qualité et le volume de carnauba sont importants dans la cire et plus cet effet sera prononcé.
Exemple de rendu avec une cire au carnauba Swissvax
Application à la main :
Zymöl et Swissvax ne conseillent pas l’utilisation d’un applicateur avec leur cire "Premium" afin
d’obtenir le meilleur rendu.
Ils utilisent des huiles naturelles à la place des solvants.
En mettant la cire avec un applicateur, celui-ci absorberait une partie de ces huiles et cela serait
préjudiciable sur l’effet esthétique.
La principale raison de l’utilisation d’un applicateur est d’éviter d’attendre trois heures pour essuyer
la surface une seconde fois afin d’enlever l’excès d’huiles.
L’application à la main est une étape importante et utile pour ramollir la cire et pour l’étaler
parcimonieusement.
Certaines cires "Premium" ont dans leur état latent des enzymes (c’est le cas des cires Zymöl avec
la propolis) qui par le transfert de chaleur provenant des mains vont agir comme un catalyseur pour
transformer le produit en cire prête a l’application.
Il faut de la patience car cela demande beaucoup de temps mais le résultat en vaut la peine.
Alternative : utilisez des gants en latex : ils sont efficaces car le latex ne raye pas et va prévenir la
cire de souiller vos mains.
Ils empêchent également de marquer le vernis avec des paumes rugueuses ou avec les ongles.
Il faut mettre une petite quantité dans la paume de la main et la chauffer pour la faire fondre et
activer la cire de carnauba.
Avec les mains, appliquer doucement la cire dans un mouvement léger et d’une seule direction sur
une surface de 20 à 25 cm² en suivant les lignes de la voiture.
Essuyer après quelques minutes puis attendre trois à quatre heures (au soleil) pour que les huiles
soient parties et essuyer doucement une nouvelle fois pour parfaire le brillant.
L’application d’une cire Swissvax se fait sur toute la voiture avant de passer à l’essuyage alors que
l’application et l’essuyage d’une cire Zymöl se fait panneau par panneau avec un essuyage
immédiat (à cause des enzymes).
Application d'une wax à la main