Verre

ï»ż
Verre
Page d'aide sur les redirections Cet article concerne le verre (le matériau). Pour les autres significations, voir Verre (homonymie).
Une bouteille de verre coloré.

Le verre est un matĂ©riau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent Ă  la lumiĂšre visible. Le plus souvent, le verre est constituĂ© d’oxyde de silicium (silice SiO2) et de fondants, le constituant principal du sable[1]. Parmi tous les types de verre, le plus courant est le verre sodocalcique. Du point de vue physique, le verre est un matĂ©riau amorphe (c’est-Ă -dire non cristallin) prĂ©sentant le phĂ©nomĂšne de transition vitreuse. En dessous de sa tempĂ©rature de transition, qui est trĂšs Ă©levĂ©e, le verre se prĂ©sente Ă  l’état vitreux.

Aujourd'hui, un grand nombre de solides amorphes sont regroupĂ©s sous le nom de verre. Ainsi, on fabrique non seulement des verres minĂ©raux, mais aussi des verres organiques et mĂȘme des verres mĂ©talliques[2].

Sommaire

Histoire

Bracelet en perles de verre, nĂ©cropole de Prosnes (Marne) culture de La TĂšne, Ve siĂšcle avant notre Ăšre.
Article dĂ©taillĂ© : Histoire du verre.

La thĂšse la plus probable concernant la premiĂšre crĂ©ation du verre, remonterait Ă  l'Ă©poque de l'AntiquitĂ© Ă©gyptienne (vers -2600 av J.C). On suppose que le verre fut crĂ©Ă© accidentellement pendant le transport des blocs de pierres (pour la construction des pyramides) lorsque les Ă©gyptiens Ă©tablissaient des feux pour leur alimentation ou leur confort, sur ces blocs de pierres en question. Les roches utiles Ă  la construction des Ă©difices possĂ©daient une forte concentration en silice, et au contact des fortes chaleurs engendrĂ©es par ces feux, un liquide visqueux issu de la fusion de la silice se serait formĂ©. C'est ainsi que se serait crĂ©Ă© la toute premiĂšre crĂ©ation du verre synthĂ©tique de notre histoire.[rĂ©f. nĂ©cessaire]

Les hommes ont commencĂ© par utiliser des verres naturels, comme l’obsidienne, puis ont appris Ă  fabriquer eux-mĂȘmes le verre. Les techniques se sont Ă©toffĂ©es et on a commencĂ© Ă  Ă©laborer des verres transparents, mis en forme en utilisant notamment le soufflage. Puis, avec l’ùre industrielle, les progrĂšs de la chimie et de la physique, la production de verre dont les usages se sont fortement diversifiĂ©s, est passĂ©e Ă  une Ă©chelle beaucoup plus grande.

Science

Physico-chimie

Cette partie aborde le verre et ses caractĂ©ristiques d’un point de vue physico-chimique. Dans cette partie, nous limiterons notre Ă©tude Ă  des verres d’oxydes. Cependant, il existe d’autres grands types de verres, en particulier, les verres mĂ©talliques (composĂ©s uniquement d’élĂ©ments mĂ©talliques) et les verres de spin (composĂ©s cristallisĂ©s caractĂ©risĂ©s par une absence d’ordre magnĂ©tique Ă  grande distance, d’oĂč leur nom).

Structure

Diffractogramme de rayons X d’un mĂ©lange de deux composĂ©s : l’un vitreux et l’autre cristallin.

Le verre est un matĂ©riau amorphe, c’est-Ă -dire non cristallin. De ce fait, il prĂ©sente un dĂ©sordre structural important. Sa structure microscopique est telle qu’il n’existe aucun ordre Ă  grande distance dans un verre. Un verre peut mĂȘme ĂȘtre vu comme un « rĂ©seau Â» tridimensionnel, semblable Ă  celui d’un cristal, mais dans lequel seul l’ordre Ă  courte distance est conservĂ©.

Comparons, par exemple, la structure de la silice (SiO2 ) cristalline (sous sa forme cristobalite) et celle de la silice vitreuse.

Représentation schématique bi-dimensionnelle de la silice cristalline (cristobalite).
Représentation schématique bi-dimensionnelle de la silice vitreuse.

Dans les deux cas, chaque atome de silicium est liĂ© avec quatre atomes d’oxygĂšne, formant ainsi des tĂ©traĂšdres SiO4 ; chaque tĂ©traĂšdre pouvant ĂȘtre considĂ©rĂ© comme une « brique Â» de l’édifice final. Mais tandis que la cristobalite peut ĂȘtre dĂ©finie comme un empilement rĂ©gulier de ces briques SiO4, la silice vitreuse peut ĂȘtre considĂ©rĂ©e comme un empilement anarchique de ces mĂȘmes briques SiO4.

En raison de sa structure amorphe, les verres produisent, en diffraction des Rayons X (DRX), un halo de diffusion, contrairement aux cristaux qui donnent des pics Ă©troits et intenses.

Principaux composants

En raison de sa structure amorphe, le verre est soumis Ă  trĂšs peu de contraintes stoechiomĂ©triques. De ce fait, un verre peut inclure en son sein une trĂšs grande variĂ©tĂ© d’élĂ©ments et prĂ©senter des compositions trĂšs complexes.

Dans un verre d’oxydes, ces diffĂ©rents Ă©lĂ©ments sont sous une forme cationique, afin de former des oxydes avec l’anion oxygĂšne O2-.

Les cations intervenant dans la composition de verres peuvent ĂȘtre classĂ©s en trois catĂ©gories selon le rĂŽle structural qu’ils jouent lors de la vitrification (formation du verre) : les formateurs de rĂ©seau, les non-formateurs de rĂ©seau (ou modificateurs de rĂ©seau) et les intermĂ©diaires. Les critĂšres structuraux de cette classification prennent en compte le nombre de coordination (nombre d’atomes d’oxygĂšne auquel est liĂ© le cation) et les forces de liaison.

Formateurs de réseau

Les formateurs de rĂ©seau sont des Ă©lĂ©ments qui peuvent Ă  eux seuls former un verre. Les Ă©lĂ©ments formateurs les plus courants sont le silicium Si (sous sa forme oxyde SiO2), le bore B (sous sa forme oxyde B2O3), le phosphore P (sous sa forme oxyde P2O5), le germanium Ge (sous sa forme oxyde GeO2) et l’arsenic As (sous sa forme oxyde As2O3).

Ce sont des Ă©lĂ©ments mĂ©talliques de valence assez Ă©levĂ©e (gĂ©nĂ©ralement 3 ou 4, parfois 5), qui forment des liaisons mi-covalentes mi-ioniques avec les atomes d’oxygĂšne. Ils donnent des polyĂšdres de faible coordinence (3 ou 4), comme SiO4, BO4 ou BO3. Ces polyĂšdres sont liĂ©s par leurs sommets et forment le rĂ©seau vitreux.

Modificateurs de réseau

Les modificateurs de réseau (ou non-formateurs) ne peuvent pas former de verre à eux seuls. Ce sont essentiellement les alcalins, les alcalino-terreux et dans une moindre mesure certains éléments de transition et les terres rares.

Rupture d’un pont Si-O-Si par adjonction d’une molĂ©cule de modificateur Na2O.

Ils sont habituellement plus volumineux (rayon ionique plus important) que les formateurs de rĂ©seau, faiblement chargĂ©s et donnent des polyĂšdres de grande coordinence. Leurs liaisons avec les atomes d’oxygĂšne sont plus ioniques que celles Ă©tablies par les formateurs.

Ils peuvent avoir deux rÎles structuraux bien distincts, soit modificateurs de réseau vrais, soit compensateurs de charge.

  • Les modificateurs de rĂ©seau vrais cassent les liaisons entre les polyĂšdres du rĂ©seau vitreux provoquant une dĂ©polymĂ©risation de ce dernier. Ils transforment alors les oxygĂšnes pontants, qui lient deux Ă©lĂ©ments formateurs de rĂ©seau, en oxygĂšnes non-pontants, liĂ©s Ă  un seul formateur de rĂ©seau. Ceci se traduit Ă  l’échelle macroscopique par une diminution du point de fusion et de la viscositĂ©.
  • Les compensateurs de charge quant Ă  eux compensent une charge nĂ©gative sur un polyĂšdre formateur de rĂ©seau, par exemple BO4-, lui permettant d’ĂȘtre stable dans cette configuration.
Intermédiaires

Les Ă©lĂ©ments intermĂ©diaires ont diffĂ©rents comportements : certains de ces Ă©lĂ©ments sont soit formateurs, soit modificateurs selon la composition du verre tandis que d’autres n’auront ni l’une ni l’autre de ces fonctions mais un rĂŽle intermĂ©diaire.

Les principaux Ă©lĂ©ments intermĂ©diaires dans les verres d’oxydes sont l’aluminium Al, le fer Fe, le titane Ti, le nickel Ni et le zinc Zn.

Centres colorés
Un verre de teinte bleue peut ĂȘtre obtenu avec un ajout de cobalt.

Des mĂ©taux et des oxydes mĂ©talliques peuvent ĂȘtre ajoutĂ©s lors du processus de fabrication du verre pour influer sur sa couleur. L’ajout d’une faible quantitĂ© de manganĂšse permet d’élimer la teinte verte produite par le fer. À des concentrations plus Ă©levĂ©es, il permet l’obtention d’une couleur proche de celle de l’amĂ©thyste. De mĂȘme que le manganĂšse, le sĂ©lĂ©nium utilisĂ© en faible quantitĂ© permet de dĂ©colorer le verre. Une quantitĂ© plus importante produit une teinte rouge. Le verre est teint en bleu par l’ajout d’une faible concentration de cobalt (0,025 Ă  0,1 %). L’oxyde d’étain et les oxydes d’antimoine et d’arsenic permettent de produire un verre blanc opaque. Ce procĂ©dĂ© a Ă©tĂ© utilisĂ© pour la premiĂšre fois Ă  Venise pour obtenir une imitation de porcelaine. L’ajout de 2 Ă  3 % d’oxyde de cuivre produit une couleur turquoise. L’ajout de cuivre mĂ©tallique pur conduit Ă  un verre rouge trĂšs sombre, opaque, parfois utilisĂ© comme substitut au rubis dorĂ©. Suivant la concentration utilisĂ©e, le nickel permet de produire des verres bleus, violets ou mĂȘme noirs. L’ajout de titane conduit Ă  un verre jaune-brun. L’or mĂ©tallique ajoutĂ© Ă  des concentrations trĂšs faibles (voisines de 0,001 %) permet d’obtenir un verre de couleur rubis, tandis que des concentrations plus faibles encore conduisent Ă  un verre de rouge moins intense, souvent prĂ©sentĂ© comme « groseille Â». De l’uranium (0,1 Ă  2 %) peut ĂȘtre ajoutĂ© pour donner au verre une teinte jaune ou verte fluorescente appelĂ© ouraline. Ce dernier n’est pas assez radioactif pour ĂȘtre dangereux. En revanche, s’il est broyĂ© pour former une poudre, par exemple en le polissant avec du papier de verre, la poudre peut ĂȘtre cancĂ©rigĂšne par inhalation. Les composĂ©s Ă  base d’argent (notamment le nitrate d’argent) permettent d’obtenir des teintes dans une gamme allant du rouge orangĂ© au jaune. La couleur obtenue par l’ajout de ces diffĂ©rents additifs dĂ©pend de maniĂšre significative de la façon dont le verre a Ă©tĂ© chauffĂ© et refroidi au cours du processus de fabrication.

Transition vitreuse

Article dĂ©taillĂ© : Transition vitreuse.
Variations thermiques du volume spĂ©cifique V et de l’enthalpie H lors du passage de l’état liquide Ă  l’état solide (vitreux ou cristallin).

D’un point de vue thermodynamique, le verre est obtenu Ă  partir d’une phase liquide surfondue solidifiĂ©e au point de transition vitreuse, Tg.

Pour une composition donnĂ©e, on s’intĂ©resse Ă  la variation d’une grandeur thermodynamique comme le volume occupĂ© par cette phase (en maintenant la pression constante) ou une des fonctions thermodynamiques Ă©nergĂ©tiques molaires, comme l’enthalpie H, par exemple (on aurait aussi pu choisir l’énergie interne U).

IntĂ©ressons-nous au refroidissement d’un liquide. A priori, pour des tempĂ©ratures infĂ©rieures Ă  la tempĂ©rature de fusion Tf (Tf dĂ©pend de la pression), l’état le plus stable thermodynamiquement correspond Ă  l’état cristallisĂ© (enthalpie la plus faible possible). À Tf, on observe alors une variation de H ainsi qu’un changement de pente de H (cette pente est beaucoup plus faible pour un solide que pour un liquide).

Mais si, lors du refroidissement du liquide, la viscositĂ© est trop importante ou le refroidissement trĂšs rapide, la cristallisation n’a pas le temps de se produire et un liquide surfondu est alors obtenu. Aucune discontinuitĂ© de H n’est alors observĂ©e Ă  Tf et sa pente reste inchangĂ©e. En poursuivant le refroidissement, la viscositĂ© du liquide augmente de façon exponentielle et le liquide surfondu devient quasiment solide. Lorsqu’elle atteint 1013 poises, la rigiditĂ© empĂȘche les mouvements microscopiques locaux et on observe un changement de pente de l’enthalpie (la pente devient la mĂȘme que pour celle du composĂ© cristallisĂ©). La tempĂ©rature Ă  laquelle se produit ce changement s’appelle tempĂ©rature de transition vitreuse, Tg. Pour une tempĂ©rature infĂ©rieure Ă  Tg, le matĂ©riau est un solide avec le dĂ©sordre structural d’un liquide : c’est un verre. Le dĂ©sordre, et donc l’entropie, sont plus Ă©levĂ©s dans un verre que dans un cristal.

Le passage continu de l’état liquide Ă  l’état vitreux se fait dans une plage de tempĂ©rature dĂ©limitĂ©e par la tempĂ©rature de fusion (Tf) et la tempĂ©rature de transition vitreuse (Tg). La zone de transition vitreuse encadre Tg. En dessous de Tg, le verre devient "hors Ă©quilibre": il s'Ă©loigne de son Ă©quilibre thermodynamique, on dit que le verre est l'isostructural d'un liquide de tempĂ©rature plus Ă©levĂ©e (ce qu'on appelle la tempĂ©rature fictive). Le temps de relaxation nĂ©cessaire pour atteindre l’équilibre de configuration (l'Ă©quilibre thermodynamique) est alors supĂ©rieur au temps d’expĂ©rience. Ainsi, le verre est un matĂ©riau mĂ©tastable, Ă©voluant inĂ©vitablement vers l’état d'Ă©quilibre mais pouvant persister Ă  l’état vitreux sur des pĂ©riodes de temps trĂšs longues. C’est le cas par exemple de l’obsidienne, verre volcanique naturel, dont on peut trouver des spĂ©cimens vieux de plusieurs millions d’annĂ©es.

MalgrĂ© sa forte viscositĂ©, le verre conserve certaines propriĂ©tĂ©s des liquides dont notamment le caractĂšre dĂ©sordonnĂ©, mais contrairement aux liquides usuels son temps de relaxation est considĂ©rable et le verre ne peut pas « couler Â» aux Ă©chelles de temps humaines[Note 1]. Ainsi d’aprĂšs Daniel Bonn, du Laboratoire de physique statistique de l’ENS, si les vitraux des cathĂ©drales, ou les glaces de la Galerie des Glaces au chĂąteau de Versailles sont plus Ă©paisses Ă  la base qu’à leur sommet, c’est du fait du procĂ©dĂ© de fabrication utilisĂ©, la partie la plus Ă©paisse Ă©tant disposĂ©e vers le bas pour des raisons de stabilitĂ©[3],[4]. Si la description du verre comme un liquide extraordinairement visqueux n’est pas complĂštement infondĂ©e, elle reste donc trĂšs discutable[5].

Résistance chimique et Altération du verre

Le verre industriel a de bonnes compatibilitĂ©s avec la plupart des composĂ©s chimiques, par contre l’acide fluorhydrique (HF) dĂ©grade facilement le verre.

Les verres ne sont pas insensibles Ă  l’action de l’eau ou de l’air. Bien sĂ»r, cela n’empĂȘche pas l’existence de verres ayant plusieurs millions d’annĂ©es et non altĂ©rĂ©s car la sensibilitĂ© des verres Ă  l’altĂ©ration dĂ©pend de leur composition chimique.

Contrairement Ă  une idĂ©e reçue assez courante, le verre solide ne s’écoule pas ni Ă  l’échelle des temps historiques[6], ni Ă  l’échelle des temps gĂ©ologiques[rĂ©f. nĂ©cessaire].

Calcul de propriétés

Valeurs représentatives

Les valeurs qui suivent ne sont destinĂ©es qu’à fournir un ordre de grandeur, car il existe plusieurs variĂ©tĂ©s de verres, des flints lourds (chargĂ©s en plomb ; masse volumique variant de 2 500 Ă  5 900 kg/m3) au verre Ă  vitre standard (2 500 kg/m3) en passant par les crowns (de 2 200 Ă  3 800 kg/m3), etc.

Propriétés physiques moyennes du verre sodique
Propriété physique Valeur Unité
Masse volumique 2 500 [7] kg/m3
Module de Young 69 000 [7] MPa
Coefficient de Poisson 0,25 [8] -
Limite d'Ă©lasticitĂ© 3 600 [7] MPa
RĂ©silience de 1 500 Ă  2 500 [9] Pa
Coefficient de dilatation linĂ©aire de 0,5 Ă  15×10-6 [9] /°C
Conductibilité thermique 1 [8] W/m/°C

Calcul par combinaison des propriétés de différentes phases

Les propriĂ©tĂ©s de verre peuvent ĂȘtre calculĂ©es par l’analyse statistique des bases de donnĂ©es de verre[10],[11], par exemple SciGlass[12] et Interglad[13]. Si la propriĂ©tĂ© de verre dĂ©sirĂ©e n’est pas liĂ©e Ă  la cristallisation (par exemple, la tempĂ©rature de liquidus) ou Ă  la sĂ©paration de phase, la rĂ©gression linĂ©aire peut ĂȘtre appliquĂ©e en utilisant des fonctions polynĂŽmes communes jusqu’au troisiĂšme degrĂ©. Au-dessous figure une Ă©quation d’exemple du deuxiĂšme degrĂ©. Les C-valeurs sont les concentrations composantes de verre comme Na2O ou CaO en pourcentage ou d’autres fractions, les b-valeurs sont des coefficients, et n est le chiffre total des composants de verre. La composante principale de verre, la silice (SiO2), est exclue dans l’équation ci-dessous en raison de l’au-dessus-paramĂ©trisation, due Ă  la contrainte que tous les composants rĂ©sument Ă  100 %. Beaucoup de termes dans l’équation ci-dessous peuvent ĂȘtre nĂ©gligĂ©s au moyen de l’analyse de corrĂ©lation et de signification.

Propriété du verre = b_0 + \sum_{i = 1}^n \left(b_i C_i + \sum_{k = i}^n b_{ik} C_i C_k \right)

Autres verres

Par extrapolation le nom de verre est employĂ© pour d’autres matĂ©riaux amorphes.

Par exemple, des mĂ©langes Ă  base de fluorures de zirconium, baryum, lanthane et aluminium produisent des verres fluorĂ©s plus transparents dans l’ultraviolet et le proche infrarouge que le verre de silice. Ils servent donc Ă  fabriquer des instruments optiques pour ces rayonnements[14].

Beaucoup de verres de lunettes sont fabriquĂ©s avec des verres organiques qui sont des polymĂšres Ă  base de carbone comme le polycarbonate de bisphĂ©nol A ou le polycarbonate d’allyle.

Certains alliages mĂ©talliques peuvent ĂȘtre solidifiĂ©s avec une structure amorphe grĂące Ă  un refroidissement trĂšs rapide, on les appelle alors des verres mĂ©talliques. On peut par exemple projeter le mĂ©tal en fusion sur un tambour de cuivre tournant Ă  grande vitesse. Ces alliages sont utilisĂ©s par exemple pour les cƓurs de transformateurs. En effet leur cycle d’hystĂ©rĂ©sis est trĂšs faible, ce qui rĂ©duit considĂ©rablement les pertes.

On peut obtenir des dĂ©pĂŽts d’alliages mĂ©talliques (Al-Cu-Fe) amorphe par dĂ©pĂŽt sous vide.

Certains aciers peuvent ĂȘtre solidifiĂ©s sous forme amorphe. Du fait de leur isotropie, ils ont des propriĂ©tĂ©s non-magnĂ©tiques intĂ©ressantes notamment pour la construction de sous-marins furtifs. Ils ont Ă©galement une grande duretĂ© et une trĂšs bonne tenue Ă  la corrosion.

Verre biologique

Cyclotella meneghiniana est une petite espĂšce commune de diatomĂ©e d’eau douce.

L’espĂšce vivante la plus grosse productrice de verre n’est pas l’homme, mais la famille des diatomĂ©es. En effet, ces algues unicellulaires sont protĂ©gĂ©es par une coque de verre aux formes surprenantes et dĂ©licates. Constituant du plancton, la masse de ce verre est considĂ©rable et bien supĂ©rieure Ă  la production humaine. Depuis 2008, les scientifiques commencent Ă  identifier le dĂ©tail de la synthĂšse : elle part des silicates prĂ©sents dans l’eau de mer, et ils commencent Ă  savoir reproduire en laboratoire des rĂ©actions similaires[15]. Cette fabrication a lieu dans des conditions physiques de la chimie douce, c’est-Ă -dire qu’elle ne nĂ©cessite ni tempĂ©rature ni pression Ă©levĂ©es.

L’intĂ©rĂȘt majeur du verre pour la diatomĂ©e est de ne pas faire obstacle Ă  la photosynthĂšse en laissant passer la lumiĂšre. Il est synthĂ©tisĂ© trĂšs rapidement au moment de la mĂ©iose.

Utilisation

Bouteille pour eau minérale.
Diverses présentations utilisées notamment comme renfort de plastiques ou de composites.

Le verre est utilisé essentiellement en optique pour ses propriétés réfringentes (lentilles, verres de lunettes).

Il est Ă©galement utilisĂ© en chimie et dans l’industrie agroalimentaire : il rĂ©agit trĂšs peu avec la plupart des composĂ©s utilisĂ©s dans ces domaines, c’est donc un matĂ©riau idĂ©al pour les contenants (bouteilles, pots de yaourt, bĂ©chers, erlenmeyers, colonne de distillation, Ă©prouvettes, tubes Ă  essai, etc.). Un des seuls liquides ayant le pouvoir de dissoudre le verre est l’acide fluorhydrique (HF).

Le verre est le matĂ©riau dans lequel sont confinĂ©s les dĂ©chets radioactifs de haute activitĂ© (HAVL) par le procĂ©dĂ© de vitrification. En effet sa structure dĂ©sordonnĂ©e permet d’absorber une partie des radiations.

Le verre est aussi un matĂ©riau de construction trĂšs important dans l’architecture moderne et dans l’industrie automobile. Il est notamment prĂ©sent sous forme de laine de verre, isolant lĂ©ger, imputrescible et ininflammable et la brique de verre est utilisĂ©e pour rĂ©aliser des parois translucides.

Les utilisations artistiques du verre sont innombrables depuis les origines. Elles ont accompagné de nombreuses innovations techniques (pùte de verre, fusing, thermo-formage, etc.).

Dans de nombreuses applications, le verre est actuellement remplacé par des matiÚres plastiques, plus légÚres et souvent plus résistantes au choc.

On peut le rencontrer sous forme de microbilles, de fibres (coupĂ©es ou non), de mats (fibres disposĂ©es « en vrac Â») ou de tissus (mode de tissage « taffetas Â», par exemple). IncorporĂ©es dans la matrice polymĂšre ou dĂ©posĂ©es en surface, ces prĂ©sentations sont utilisĂ©es notamment comme renfort (fibreux[16] ou non) de rĂ©sines thermoplastiques (polyamides...) ou thermodurcissables (polyesters, Ă©poxydes...) dans les plastiques, ainsi que dans les matĂ©riaux composites.

Types de verres industriels

  • Verre plat :
    • Verre « float Â» ou verre flottĂ©
    • Verre Ă  vitre
    • Verre imprimĂ© et armĂ©
    • Verre spĂ©cial pour des applications particuliĂšres.

Le verre peut subir des modifications pour le renforcer et le sĂ©curiser :

  • Verre trempĂ© :
    • Trempe thermique : Des traitements thermiques permettent d’amĂ©liorer la rĂ©sistance des piĂšces : les vitres latĂ©rales et arriĂšres des automobiles comme certaines piĂšces d’ameublement sont trempĂ©es par un refroidissement rapide et contrĂŽlĂ©, le plus souvent par de l'air.
    • Trempe chimique : Ce type de trempe a lieu en remplaçant par diffusion une partie des ions sodium du verre par des ions potassium (plus gros).
  • Verre feuilletĂ© : ComposĂ© de couches verre-plastique-verre ou plus. Les pare-brises des automobiles et les vitres blindĂ©es sont en verre feuilletĂ©. Ainsi, lors d’un choc, le pare-brise se casse, mais reste en place. Les passagers risquent moins d’ĂȘtre blessĂ©s par des bris. Le verre blindĂ© ayant 8 couches de plastique peut rĂ©sister Ă  70 coups de hache avant d'ĂȘtre traversĂ©.

Le verre peut aussi subir des traitements de surface, le plus souvent des dĂ©pĂŽts :

Techniques artisanales du verre

La verrerie constitue une activité artisanale.

  • Travail du verre Ă  la flamme « souffleur de verre au chalumeau Â» : les verriers travaillent Ă  partir de tubes et de baguettes de verre Ă©tirĂ© qu’ils ramollissent Ă  l’aide de la flamme d’un chalumeau pour le transformer par le souffle ou par diffĂ©rents outils. En France, le travail du verre soufflĂ© Ă  la flamme pour la rĂ©alisation d’objets dĂ©coratifs, utilitaires, formages des tubes en y introduisant un gaz "rare" appelĂ© nĂ©on, ou de piĂšces uniques est pratiquĂ© par plusieurs artisans. On peut citer Agapito Gutierrez, Dominique, Ludovic et Nicolas Guittet, Jean-Pierre BaquĂšre, Jean-François Schvan, Alain Villechange, Pascal Philibert (Meilleur ouvrier de France), Gilles Gicquel (Meilleur ouvrier de France).
  • Verre soufflĂ©: Les souffleurs de verre font chauffer une boule de verre au bout d’une canne (tube mĂ©tallique creux), et soufflent dans cette canne pour faire gonfler le verre et rĂ©aliser le vide intĂ©rieur. Puis, ils Ă©tirent, aplatissent, percent cette boule pour lui donner sa forme finale. Une fois durci, certains le dĂ©polissent pour rĂ©aliser des motifs.

Depuis l'Antiquité, les artistes-peintres ont adopté la feuille de verre comme support pour peindre.

  • Peinture sur verre inversĂ©: La peinture sur verre inversĂ© (ou peinture sous verre ou peinture sur verre) est une technique artistique difficile qui s'exĂ©cute directement sur une feuille de verre. Le verre supporte la peinture comme le ferait une toile. SoudĂ©e au verre, c'est Ă  travers ce support que l'on contemple l'Ɠuvre. Ainsi le verre sert Ă  la fois de support et de vernis protecteur. PrĂ©cisons que c'est une technique de peinture Ă  froid de sorte que le procĂ©dĂ© n'exige pas de cuisson au four. Le pigment est liĂ© au verre par un vĂ©hicule huileux le plus souvent Ă  base de vernis.

Terminologie

  • Cristal: Verre Ă  haute teneur en plomb qui lui donne un Ă©clat plus intense et se travaille de façon similaire au verre. Pour mĂ©riter l’appellation de cristal, la concentration en oxyde de plomb doit ĂȘtre comprise entre 28 et 56 %[citation nĂ©cessaire].
  • PĂąte de verre: Le moule de la piĂšce Ă  rĂ©aliser se fabrique dans un matĂ©riau rĂ©fractaire (Ă  base de kaolin par exemple) selon diverses techniques dont la cire perdue. AprĂšs cuisson, selon des paliers de chauffe destinĂ©s Ă  Ă©viter les fissures, le moule est refroidi et garni de poudres ou de granulĂ©s de verres colorĂ©s diversement selon le dĂ©cor recherchĂ©. Une nouvelle cuisson a lieu et, aprĂšs refroidissement, le moule est dĂ©truit dĂ©licatement par un moyen chimique ou mĂ©canique pour dĂ©gager la piĂšce dont la forme et les couleurs auront Ă©tĂ© parfaitement contrĂŽlĂ©es. Cette technique attribuĂ©e aux Égyptiens, a Ă©tĂ© rĂ©inventĂ©e presque simultanĂ©ment par Henry Cros, François DĂ©corchemont et Georges Desprets dans la deuxiĂšme partie du XIXe siĂšcle. Amalric Walter, Gabriel Argy-Rousseau s’y sont illustrĂ©s.
  • Thermoformage: Cette technique consiste Ă  poser Ă  froid une (ou plusieurs) feuilles de verre, Ă©ventuellement colorĂ©es, sur un rĂ©fractaire dont elle Ă©pousera le relief Ă  la cuisson.
  • Fritte: Composition de verre, pouvant ĂȘtre colorĂ©e (Ă  l’aide d’oxydes mĂ©talliques), portĂ©e Ă  fusion et trempĂ©e dans un bain d’eau froide afin de la rĂ©duire en granulĂ©s servant Ă  l’élaboration d’émaux ou de « balottes Â» (barres) colorĂ©es, matĂ©riaux de base des verriers.
  • Cueiller: Action de prĂ©lever une masse de verre dans le four Ă  l’aide d’une canne ou d’un pontil.
  • Pontil: Tube mĂ©tallique plein, le pontil permet une mise en forme au « marbre Â» ou Ă  l’aide de divers outils. Il sert aussi Ă  la sĂ©paration de l’objet de la canne afin de percer et travailler le col, Ă  rapporter des Ă©lĂ©ments de dĂ©cor, des anses, un pied.

Recyclage

Saint Remy les Chevreuse Lake Beausejour Glass Recycling.jpg

Les bouteilles de verre usagĂ©es peuvent ĂȘtre fondues. La matiĂšre ainsi rĂ©cupĂ©rĂ©e permet de fabriquer de nouvelles bouteilles. Le verre, s’il est bien triĂ© (Tri sĂ©lectif) peut se recycler indĂ©finiment sans perdre ses qualitĂ©s. Dans certains pays tels que l'Allemagne, la Belgique ou les pays nordiques, le tri peut diffĂ©rentier le verre blanc, vert et brun pour un recyclage plus performant, et les bouteilles consignĂ©es puis rĂ©utilisĂ©es sont plus frĂ©quemment choisies par les producteurs et consommateurs.

Le verre peut Ă©galement ĂȘtre produit Ă  partir de calcin (verre broyĂ©) de rĂ©cupĂ©ration. La fabrication du verre Ă  partir de calcin de rĂ©cupĂ©ration Ă©conomise des matiĂšres premiĂšres et de l’énergie.

Avant d’ĂȘtre refondu, le verre subit diffĂ©rents traitements : broyage, lavage, Ă©limination des colles, Ă©tiquettes, capsules, sĂ©paration du verre et des mĂ©taux et Ă©limination des rebuts (porcelaine, cailloux
).

En France, le verre est rĂ©cupĂ©rĂ© pour ĂȘtre recyclĂ©. L’Allemagne et la Belgique ont aussi privilĂ©giĂ© un autre systĂšme de rĂ©utilisation : la consigne. Dans ce systĂšme les bouteilles sont rĂ©cupĂ©rĂ©es entiĂšres, lavĂ©es puis rĂ©utilisĂ©es. Le Canada utilise un systĂšme similaire Ă  l’Allemagne et a uniformisĂ© le format des bouteilles de biĂšre pour faciliter une rĂ©utilisation plus rentable et facile par diverses compagnies.
En Guyane, depuis fin 2006, les dĂ©chets de verre (70 tonnes collectĂ©es de fin 2006 avec un premier chantier-test mi 2007 au centre de Cayenne) sont utilisĂ©s en fond de couche routiĂšre. Il faut 4 600 t de verre pour 30 km de route. Ce type de rĂ©utilisation peut cependant poser des problĂšmes de dangerositĂ© (lors des chantiers et pour la faune fouisseuse).

Économie

Symbolique

Le verre est un des premiers matĂ©riaux mis au point, rĂȘvĂ© par l’homme. Il est le symbole de fragilitĂ©, de finesse et de transparence : par exemple, la pantoufle de verre de Cendrillon dans le conte de Perrault et le dessin animĂ© de Walt Disney. Il est rĂ©pandu que dans le conte original la pantoufle serait de vair, mais Perrault avait Ă©crit l’histoire originale avec une pantoufle de verre[17],[18], qui a Ă©tĂ© transformĂ©e en vair (fourrure d’écureuil) par la tradition orale, avant de redevenir verre pour le dessin animĂ©.

Note

  1. ↑ Voir par exemple Edgar Dutra Zanotto, Do cathedral glasses flow ?, American Journal of Physics, May 1998, Volume 66, Issue 5, p. 392-395. Selon Zanotto, le temps de relaxation d’un verre serait supĂ©rieur Ă  1032 annĂ©es, ce qui correspond Ă  une durĂ©e dix mille milliards de milliards de fois supĂ©rieur Ă  l’ñge de l’Univers.

Références

  1. ↑ DĂ©finitions lexicographiques et Ă©tymologiques de « verre Â» du CNRTL.
  2. ↑ TraitĂ© des matĂ©riaux - Volume 1 - Introduction Ă  la science des matĂ©riaux - PPUR - 1999 (ISBN 2-88074-402-4) p. 64 ; plus de dĂ©tails sur les substances vitrifiables p. 205-210.
  3. ↑ Article sur le verre dans le journal du CNRS
  4. ↑ AurĂ©lien Ledieu, Les verres coulent-ils ?, Pour la Science, n°383, septembre 2009, p.20
  5. ↑ Lire Ă  ce sujet Le verre est-il un solide ou un liquide ?, de Philip Gibbs, octobre 1996.
  6. ↑ « window glasses may flow at ambient temperature only over incredibly long times, which exceed the limits of human history. Â» Edgar Dutra Zanotto, Do cathedral glasses flow?, American Journal of Physics, May 1998, Volume 66, Issue 5, p. 392-395.
  7. ↑ a, b et c Michel F. Ashby, D.R.H. Jones, MatĂ©riaux, Dunod, coll. Â« Sciences Sup Â», 1981 .
  8. ↑ a et b (de) Horst KĂŒchling, Taschenbuch der Physik, Francfort, Harri Deutsch Verlag, 1985 .
  9. ↑ a et b G. Pissarenko et al., Aide-mĂ©moire de rĂ©sistance des matĂ©riaux, Moscou, Ă©d. Mir, 1979 .
  10. ↑ http://www.glassproperties.com/fr/
  11. ↑ N. T. Huff, A. D. Call: Computerized Prediction of Glass Compositions from Properties ; J. Am. Ceram. Soc., vol. 56, 1973, p. 55-57.
  12. ↑ http://www.sciglass.info/
  13. ↑ http://www7.big.or.jp/~cgi19786/ngf/indexe.html
  14. ↑ http://www.leverrefluore.com/
  15. ↑ [PDF]
  16. ↑ Les renforts fibreux sont caractĂ©risĂ©s par leur grammage (poids de fibres au m2).
  17. ↑ Nomenclature de la Bibliothùque nationale de France
  18. ↑ Lire le conte de Charles Perrault

Voir aussi

Liens externes

Sur les autres projets Wikimedia :

Articles connexes


Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Verre de Wikipédia en français (auteurs)

Regardez d'autres dictionnaires:

  • VERRE — Les verres constituent un ensemble extrĂȘmement variĂ© de produits dont les propriĂ©tĂ©s sont innombrables. Celles ci dĂ©pendent fortement des traitements subis, thermiques notamment. Leur mise au point rĂ©sulte aujourd’hui des progrĂšs des… 
   EncyclopĂ©die Universelle

  • verre — VERRE. s. m. Certaine matiere qui estant fonduĂ« par le feu, devient transparente, & facile Ă  casser. Verre fait de fougere, de cailloux, de sable, &c. verre blanc. verre de Lorraine. verre espais. verre double. verre mince. verre clair. verre net 
   Dictionnaire de l'AcadĂ©mie française

  • verrĂ© — verrĂ©, Ă©e (vĂš rĂ©, rĂ©e) adj. À quoi on a donnĂ© l apparence du verre. ‱   Papier verrĂ©, toiles verrĂ©es et Ă©merisĂ©es, Almanach Didot Bottin, 1871 1872, p. 1187 
   Dictionnaire de la Langue Française d'Émile LittrĂ©

  • Verre — (spr. wĂ€r ), belg. FlĂŒssigkeitsmaß 1816–36 (Glas), = 0,1 Lit., frĂŒher fĂŒr Bier 1/8 Pinte = 0,081 L. und fĂŒr Milch etc. 1/3 Gemet = 0,301 L 
   Meyers Großes Konversations-Lexikon

  • verre — Verre, voyez Voirre 
   Thresor de la langue françoyse

  • verre — (vĂȘ r ; au XVIe siĂšcle, BĂšze dit qu il faut prononcer voirre, c est Ă  dire vouere, et que les Parisiens prononcent Ă  tort voarre) s. m. 1°   Corps solide, amorphe, transparent, dur et fragile, qu on obtient en fondant du sable siliceux avec de la 
   Dictionnaire de la Langue Française d'Émile LittrĂ©

  • VERRE — s. m. Corps transparent et fragile, produit par la fusion d un mĂ©lange de sable et d alcali ou de chaux, ou d oxyde de plomb. Verre de fougĂšre. Verre Ă  base de potasse et de plomb, ou Flint glass. Verre de cristal. Verre blanc. Verre de Lorraine 
   Dictionnaire de l'Academie Francaise, 7eme edition (1835)

  • VERRE — n. m. Substance solide, amorphe, transparente, dure et fragile, qu’on obtient par la fusion du sable siliceux mĂȘlĂ© de soude ou de potasse. Verre Ă  bouteille. Verre Ă  vitres. Verre mince. Verre Ă©pais. Verre double. Verre clair. Verre Ă  facettes.… 
   Dictionnaire de l'Academie Francaise, 8eme edition (1935)

  • verre — nm., vitre ; verre (Ă  boire, de lampe) : VAIRO (Aix, Albanais.001, Annecy.003b, Arvillard, Beaufort, BilliĂšme, Giettaz, Lully, Montagny Bozel, Saxel.002, Table, ThĂŽnes, Villard Doron), vĂȘre (001a.TER.), vĂ© e (St Pancrace), vĂ©ro (Cordon, Morzine) 
   Dictionnaire Français-Savoyard

  • Verre — Medaillenspiegel Bogenschießen  Belgien Olympische Sommerspiele Gold 1920 Antwerpen 
   Deutsch Wikipedia


Share the article and excerpts

Direct link

 Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.