Polyuréthane et polyester

Dans le langage des guitaristes, le mot « poly » sert souvent à désigner indistinctement toutes les finitions modernes qui ne sont pas de la nitrocellulose. C’est pratique, mais chimiquement faux : polyuréthane et polyester sont deux familles de matériaux différentes, dont les formulations, le durcissement et les propriétés peuvent varier considérablement.

Elles ont cependant une histoire commune dans la guitare électrique. À partir de la fin des années 1960, puis surtout durant les années 1970, les fabricants cherchent des finitions plus rapides à produire, plus résistantes et plus régulières que les laques nitrocellulosiques. Les nouveaux revêtements synthétiques répondent parfaitement à ces contraintes industrielles et vont progressivement devenir la norme sur une grande partie de la production mondiale.

Leur succès est parfois résumé un peu brutalement : la nitro serait fine, noble et sonore, tandis que le « poly » serait une coque épaisse de plastique bon marché. La réalité est beaucoup moins romanesque.

Polyuréthane et polyester ne sont pas la même chose

Le terme polyuréthane désigne une famille de polymères formés par réaction entre des composés possédant des groupes hydroxyles et des isocyanates. Selon la formulation, on peut obtenir des mousses, des élastomères, des colles ou des revêtements très durs. Les peintures polyuréthane ne constituent donc qu’une petite partie de cette famille immense.

Pour les finitions, on rencontre notamment des systèmes à un ou deux composants. Dans de nombreux produits professionnels à deux composants, une résine est mélangée à un durcisseur contenant des isocyanates, ce mélange déclenche une réaction chimique qui construit progressivement un réseau polymère solide. Une fois durci, le film ne se comporte plus simplement comme une matière qui pourrait être redissoute par son solvant d’origine.

Le terme polyester recouvre lui aussi de nombreux matériaux. Les finitions de guitare désignées ainsi utilisent généralement des résines thermodurcissables, traditionnellement issues de polyesters insaturés. Dans les systèmes classiques, la résine peut contenir un diluant réactif tel que le styrène, puis durcir par une réaction de réticulation déclenchée par un initiateur. Le styrène ne sert donc pas uniquement de solvant destiné à s’évaporer, il peut participer chimiquement à la formation du polymère final. ScienceDirect

Les formulations industrielles modernes sont nombreuses et il serait faux de supposer que tous les polyuréthanes ou tous les polyesters utilisés sur des guitares possèdent exactement cette composition. Ce qui importe ici est la différence fondamentale avec une laque nitrocellulosique : le durcissement repose largement sur une transformation chimique du revêtement, et pas seulement sur l’évaporation progressive des solvants.

Pourquoi abandonner la nitrocellulose ?

La nitro présente de nombreuses qualités, mais elle demande du temps. Plusieurs couches doivent être déposées, les solvants doivent s’évaporer, la finition continue à se contracter longtemps et un délai relativement important est nécessaire avant le nivelage et le polissage final.

Pour un fabricant produisant des centaines ou des milliers d’instruments, chaque journée pendant laquelle une guitare reste suspendue dans l’atelier représente de l’espace, de la manutention et de l’argent.

Les finitions synthétiques permettent de déposer davantage de matière en moins d’opérations, de raccourcir les cycles de production et d’obtenir une surface plus régulière. Elles offrent également une résistance supérieure aux rayures, à la transpiration, aux variations climatiques et à de nombreux produits chimiques.

Fender situe l’introduction de ses finitions polyuréthane à la fin des années 1960 et indique qu’elles permettaient notamment de remplacer plusieurs couches transparentes de nitro par seulement quelques couches d’uréthane. La marque généralise ensuite davantage les polyesters durant les années 1970. Fender

La transition n’a cependant pas eu lieu du jour au lendemain. Fender mentionne par exemple le passage du Bass VI au polyester dès 1968, preuve que plusieurs procédés ont coexisté pendant cette période. Fender

Il faut donc davantage parler d’une transition progressive de l’industrie que d’une date précise où toutes les guitares seraient soudainement passées de la nitro au « poly ».

Le polyuréthane

Le polyuréthane offre un excellent compromis entre dureté, souplesse et résistance à l’abrasion. Il permet d’obtenir aussi bien une finition brillante qu’un aspect satiné, ce qui explique qu’il soit couramment utilisé sur les corps mais aussi sur les manches.

Une finition polyuréthane correctement appliquée peut produire un brillant miroir parfaitement comparable visuellement à celui d’une nitro. Elle présente généralement moins de retrait au cours du vieillissement et résiste mieux aux petites rayures, à la transpiration et aux variations de température.

Elle est également moins susceptible de développer le réseau de petites fissures caractéristique d’une ancienne nitro. Ce qui constitue une qualité du point de vue industriel peut évidemment être considéré comme un défaut par quelqu’un qui souhaite que sa guitare acquière rapidement une patine vintage.

Les polyuréthanes sont particulièrement intéressants pour les manches, où leur résistance et leur stabilité permettent de conserver longtemps une surface régulière. Fender utilise encore aujourd’hui du polyuréthane sur de nombreux manches, y compris sur des instruments dont le corps est fini en polyester. Fender

Le polyester

Le polyester pousse encore davantage la logique d’une finition industrielle dure et résistante. Il permet de construire rapidement un film important, possède une excellente résistance mécanique et se polit très bien.

Cette capacité à déposer beaucoup de matière explique aussi une partie de sa mauvaise réputation chez les guitaristes. Certaines productions des années 1970 et 1980 ont effectivement reçu des finitions polyester épaisses, parfois suffisamment épaisses pour se détacher par éclats lorsqu’elles étaient fortement endommagées.

Ce comportement a contribué à l’image de la fameuse « coque en plastique ».

Mais polyester ne signifie pas automatiquement épais. L’épaisseur dépend du procédé de fabrication, du nombre de couches, de la formulation et de la quantité déposée. Un fabricant peut parfaitement réaliser un film polyester relativement mince, de même qu’il est possible de construire une finition nitro beaucoup plus épaisse qu’on ne l’imagine.

Le polyester possède également un avantage industriel considérable : une fois correctement polymérisé, il produit une surface extrêmement dure qui supporte très bien les opérations de ponçage et de polissage.

Sur une guitare destinée à conserver longtemps un aspect impeccable, c’est une qualité difficile à contester.

Une même guitare peut utiliser les deux

L’opposition entre « guitare polyuréthane » et « guitare polyester » est parfois encore trop simpliste, car plusieurs produits peuvent être employés sur différentes parties du même instrument.

Fender indique par exemple que certaines de ses productions mexicaines et japonaises utilisent un corps en polyester et un manche en polyuréthane. Fender

Cette combinaison est assez logique : le polyester offre une finition très résistante sur un corps soumis aux chocs et aux frottements, tandis que le polyuréthane peut fournir une surface plus adaptée au toucher et au travail plus fin nécessaire sur un manche.

Il est également possible de rencontrer des systèmes où les couches de fond, la couleur et le vernis final ne sont pas de la même famille chimique, à condition évidemment que les produits aient été conçus pour fonctionner ensemble.

Le nom de la couche visible ne suffit donc pas toujours à décrire tout le système de finition.

L’épaisseur, encore une fois

Le débat sur les finitions de guitare mélange très souvent nature chimique et épaisseur.

On rencontre régulièrement l’affirmation suivante : la nitro est fine, le poly est épais.

Historiquement, cette observation peut correspondre à certaines productions, mais elle ne constitue pas une propriété intrinsèque des matériaux. Fender commercialise lui-même des finitions nitro qualifiées de thin skin, ce qui montre implicitement que toutes les nitros ne possèdent pas la même épaisseur, tandis que les procédés modernes permettent de contrôler très précisément la quantité de polyuréthane ou de polyester déposée. Fender

Il faut donc distinguer deux questions :

De quoi est composée la finition ? et Quelle quantité de cette finition a été déposée sur la guitare ?

Ce ne sont pas les mêmes choses.

Le fameux « poly étouffe le bois »

Nous retrouvons ici le même problème qu’avec la nitrocellulose, mais inversé. Si la nitro est supposée « laisser respirer » la guitare, le polyester serait censé l’emprisonner dans une coque qui empêcherait le bois de vibrer.

Une finition possède évidemment une masse, une rigidité et un amortissement mécanique. Une couche extrêmement épaisse peut donc modifier légèrement le comportement vibratoire de la structure sur laquelle elle est appliquée, ce qui est une simple conséquence de la mécanique.

Cela ne démontre cependant pas qu’un polyuréthane ou un polyester possède par nature un effet sonore particulier sur une solid-body. Pour le démontrer, il faudrait comparer des revêtements d’épaisseur et de masse connues sur des structures identiques, plutôt que deux guitares différentes choisies dans un magasin.

Le problème devient encore plus évident lorsqu’on parle simplement de « poly », puisque ce mot mélange déjà plusieurs familles chimiques et plusieurs procédés d’application.

Fender avance lui-même des arguments sonores en faveur de certaines finitions dans ses communications commerciales, mais ces affirmations doivent être distinguées des propriétés physiques bien établies que sont la dureté, la résistance, la masse ou l’épaisseur du film. Fender

Comme pour les essences de bois, mieux vaut partir des propriétés mesurables que d’attribuer directement à un nom de matériau une courbe d’égalisation imaginaire.

Un brillant qui n’a rien à envier à la nitro

Le polyester et le polyuréthane peuvent être polis jusqu’à obtenir une finition miroir spectaculaire. Leur dureté constitue même un avantage pendant cette opération, car une surface suffisamment polymérisée conserve très bien son nivelage.

C’est notamment ce qui permet aux instruments industriels modernes de présenter des surfaces extrêmement planes, profondes et brillantes immédiatement à leur sortie d’usine.

La différence visuelle entre une excellente nitro et un excellent poly brillant n’est donc pas nécessairement évidente sur une guitare neuve. Elle devient souvent beaucoup plus visible avec le temps, lorsque la nitro commence à se contracter, jaunir ou marquer alors qu’un revêtement synthétique conserve davantage son aspect initial.

Pour qui souhaite une guitare ressemblant encore à une guitare neuve quinze ans plus tard, cette résistance est plutôt un avantage.

Le vieillissement

Un polyuréthane ou un polyester ne sont pas éternels. Ils peuvent se rayer, se ternir, subir des chocs, perdre une partie de leur brillant ou se décoller si l’adhérence avec les couches inférieures est mauvaise.

Ils vieillissent cependant généralement beaucoup moins visiblement qu’une nitrocellulose traditionnelle.

Le polyester est particulièrement résistant au checking, et ses couleurs peuvent rester remarquablement stables pendant longtemps. Fender souligne justement cette résistance aux rayures, aux fissures et aux effets du climat parmi les qualités de ses finitions polyester. Fender

Lorsqu’une finition très dure reçoit un choc important, elle peut en revanche produire un éclat bien délimité plutôt qu’une usure progressive. C’est l’origine des morceaux de finition parfois spectaculaires qui se détachent sur certains instruments anciens.

Ce comportement dépend toutefois autant de l’épaisseur et de l’adhérence au support que du nom du polymère.

La réparation est moins indulgente

La nitrocellulose possède un avantage très pratique : son solvant peut ramollir une ancienne couche, ce qui permet à une nouvelle application de se fondre partiellement dans la finition existante.

Avec un revêtement thermodurci comme de nombreux polyuréthanes ou polyesters, cette possibilité est beaucoup plus limitée. Une fois le réseau polymère formé, appliquer davantage du même produit ne redissout pas nécessairement la couche précédente.

Une réparation locale demande donc généralement une préparation mécanique précise, un bon contrôle des limites de la retouche puis un travail de nivelage et de polissage.

Cela ne signifie pas qu’une finition poly soit irréparable, les carrossiers réparent quotidiennement des revêtements modernes de ce type, mais la réparation repose davantage sur l’adhérence et le travail de surface que sur la fusion chimique avec l’ancienne finition.

La compatibilité entre les produits

Le polyuréthane et le polyester sont parfois considérés comme beaucoup moins capricieux que la nitro, mais cela ne signifie pas que l’on puisse empiler n’importe quels produits.

Une couche encore insuffisamment polymérisée peut réagir avec celle qui la recouvre, certains solvants peuvent attaquer un fond incompatible et une mauvaise adhérence entre deux systèmes peut provoquer cloques, fissures ou décollements.

Les systèmes industriels sont conçus comme des ensembles cohérents comprenant éventuellement bouche-pores, apprêt, couleur et finition transparente. Lorsque l’on mélange des produits de marques ou de familles différentes, leur compatibilité doit être vérifiée au lieu d’être supposée.

Nous reviendrons sur ce problème dans la partie Construction, où il aura davantage sa place, puisque la question devient alors celle de l’ordre d’application et de la préparation des surfaces.

Des produits modernes, mais pas inoffensifs

L’image du « poly moderne donc plus sûr » est également trompeuse.

Les systèmes polyuréthane professionnels peuvent contenir des isocyanates avant polymérisation. OSHA les considère comme des produits pouvant provoquer notamment irritation respiratoire et cutanée, sensibilisation et asthme professionnel. L’application par pulvérisation constitue une situation particulièrement préoccupante parce qu’elle produit un aérosol facilement inhalable.

Les résines polyester traditionnelles peuvent de leur côté utiliser du styrène, dont l’exposition par inhalation peut notamment provoquer irritation, maux de tête, fatigue, vertiges et autres effets neurologiques.

Cela ne signifie pas que toutes les peintures commercialisées aujourd’hui contiennent exactement ces substances, mais qu’il est indispensable de consulter la fiche de données de sécurité du produit réellement utilisé.

Une fois la finition correctement polymérisée sur la guitare, la situation n’a évidemment plus grand-chose à voir avec celle du peintre qui pulvérise les composants réactifs.

Polyuréthane ou polyester ?

Il serait tentant de chercher lequel est « meilleur », mais les deux répondent simplement à des compromis différents.

Ce tableau décrit des tendances générales, pas des lois absolues, car la formulation exacte peut modifier considérablement les propriétés finales.

Pourquoi sont-ils devenus la norme ?

Si le polyuréthane et le polyester ont remplacé la nitrocellulose sur une grande partie de la production, ce n’est pas parce que les fabricants auraient soudainement cessé de se soucier de leurs instruments. Ils permettent simplement de fabriquer des guitares avec une finition plus régulière, plus durable et mieux adaptée aux cadences industrielles.

Une finition qui demande moins de temps, résiste mieux au transport, arrive chez le revendeur sans marque et conserve longtemps son brillant constitue objectivement un progrès pour un fabricant comme pour une grande partie des clients.

La nitrocellulose conserve aujourd’hui une place particulière parce qu’elle appartient à l’histoire de la guitare électrique et parce que son vieillissement lui donne avec le temps un aspect impossible à confondre avec celui d’une finition moderne.

Le polyuréthane et le polyester poursuivent une autre logique : la guitare n’est pas censée acquérir rapidement les traces de son âge, elle est censée résister à cet âge.

Ce n’est ni plus noble ni moins noble, c’est simplement une autre manière de définir ce qu’on attend d’une finition.

Références techniques

• ScienceDirect — polyester resin
• Fender — the science and style of finishes
• Fender — 42584511572891 What kind of finish do you use on your instruments