Le verre

 

 

Le contenu de ce dossier a été extrait d'un article paru dans le magasine "La recherche", n° 379 de octobre 2004. L'article original a été rédigé par Monsieur Jacques Livage, professeur au collège de France, chaire de chimie de la matière condensée.
N'ont été conservés que 5 paragraphes sur les 12 de l'article paru dans "La Recherche"

Le verre ordinaire, est-ce seulement du sable fondu ?
Le verre peut être obtenu par fusion d'un sable de silice, tel le "sable de Fontainebleau". La silice est en effet le composé indispensable pour faire du verre. Mais sa température de fusion très élevée d'environ 1750°C rend la fabrication particulièrement difficile et onéreuse avec de la silice pure. On ajoute donc des "fondants", tels que la soude, la potasse ou la chaux, qui se combinent à la silice et abaissent sa température de fusion. Par exemple, avec 20% d'oxyde de sodium, la silice fond dès 800°C, et l'on peut alors couler le verre à 1000°C.
D'autres additifs, appelés "modificateurs", permettent d'optimiser les propriétés du verre en fonction de l'application envisagée.Le calcium ou l'alumine renforcent son inertie chimique. Le plomb augmente son indice optique et lui donne un éclat tel qu'il devient "cristal". Les verres spéciaux comme le "pyrex", utilisé pour fabriquer de la vaisselle, sont obtenus en ajoutant du bore qui diminue le coefficient de dilatation du matériau, évitant qu'il ne se brise lorsqu'on le chauffe. On ajoute aussi du bore dans les verres qui servent au confinement des déchets nucléaires afin de renforcer leur résistance vis-à-vis de la lixiviation* due aux eaux de ruissellement qui dissolvent lentement la surface du verre.


*La lixiviation d'un verre est due à la solubilisation partielle de certains composants en présence de l'eau

Quel est l'intérêt du recyclage ?
Non seulement on économise de la matière première, mais aussi de l'énergie. Le verre de récupération fond en effet à beaucoup plus basse température que la silice, même mise en présence de fondant, puisque la combinaison de deux constituants est déjà réalisée. C'est la raison pour laquelle le recyclage du verre s'est considérablement développé au cours des dernières décennies. Actuellement, en France, on recycle plus de deux millions de tonnes de verre par an. Le verre d'emballage provient à 60% du verre de récupération (le calcin), et une bouteille ordinaire peut en contenir jusqu'à 80% !

(...)

Qui a découvert le verre ?
Le verre est connu depuis près de 5000 ans. Dans son Histoire naturelle, Pline l'Ancien relate que le verre aurait été découvert par des marins égyptiens lors d'une halte sur une plage de Phénicie, à l'embouchure du fleuve Belus (aujourd'hui Nahr Halou, au Liban). Ne trouvant pas de galets, ils disposèrent autour du feu des blocs de natron, un carbonate de sodium utilisé pour la momification. Quelle ne fut pas leur surprise lorsqu'ils virent s'écouler un liquide visqueux qui, en refroidissant, se figeait en une masse vitreuse ! Le natron aurait en l'occurence servi de fondant.
Cette histoire n'est sans doute qu'une légende. Il est en effet peu probable qu'un feu à ciel ouvert permette d'atteindre une température suffisante pour fondre la silice ! Les premiers verres ont sans doute été obtenus en Mésopotamie comme scories de métallurgie. Ces verres étaient de mauvaise qualité. Très hétérogènes, ils n'étaient pas transparents mais pouvaient être colorés par des sels de cuivre (le "bleu égyptien") et ont tout d'abord servi d'objets décoratifs, perles ou statuettes, pour remplacer des pierres semi-précieuses telles que le lapis-lazuli.
L'usage du verre s'est étendu, à partir de 1500 av. J.-C., pour réaliser des objets utilitaires (coupes, vases, flacons,...) par moulage autour d'un noyau de sable ou d'argile. Le verre est alors devenu un matériau usuel, particuliè-rement présent en Egypte où l'on a retrouvé des ateliers de fabrication d'objets en verre.

(...)

Comment fabrique-t-on une vitre ?
Rien de plus simple que de façonner du verre. En regardant un souffleur de verre, on constate comme ce matériau est flexible et peut adopter les formes les plus compliquées. Alors, quoi de plus facile que de réaliser un "verre plat" pour faire une vitre ou un miroir ? Il suffit de couler le verre fondu sur une surface plane et, le cas échéant, de l'écraser à l'aide d'une plaque de bois humide. C'est sans doute ainsi qu'étaient faits les petits fragments de verre plat que l'on a retrouvés dans les ruines de Pompéi, détruite au Ier siècle de notre ère. Cependant, les surfaces obtenues étaient petites. Etrangement, la technique du soufflage du verre, découverte lors des dernières décennies avant l'ère chrétienne, a connu un développement beaucoup plus important, comme en témoignent les nombreux vases que l'on retrouve dans les fouilles archéologiques. Et c'est en fait à partir de ces "verres creux" que pendant des siècles on fabriqua les vitrages. Mais comment transformer une surface courbe en un plan ? Deux méthodes ont été mises au point concurremment au XIVème siècle. La méthode "bohémienne" consistait à souffler un "manchon" cylindrique que l'on découpait ensuite selon une génératrice avant de le dérouler. Dans la méthode "normande", on soufflait une sphère que l'on faisait tourner rapidement autour de la canne de façon à l'aplatir comme une galette. On obtenait alors un verre en "couronne" reconnaissable à son renflement central.
Ces procédés peuvent paraître compliqués. Ils ont pourtant été utilisés jusqu'au XIXème siècle. Evidemment il n'était pas possible d'obtenir de grandes surfaces, d'où la taille très réduite des vitrages des fenêtres médiévales ou la fragmentation des vitraux des cathédrales. Il fallut attendre la fin du XVIIème siècle, pour qu'un verrier français ait l'idée de couler le verre fondu sur une plaque métallique. Ce procédé de "coulée sur table" est à l'origine de la Manufacture royale des glaces fondée par Colbert à Saint-Gobain, dans l'Aisne, en 1665. Malheureusement, le verre ainsi coulé n'est pas lisse, il faut le polir, par des opérations de "doucissage" longues et coûteuses.
La véritable révolution technologique pour fabriquer le verre plat est très récente. Elle date de 1952, lorsqu'un jeune ingénieur de 30 ans, Alastair Pilkington, eût l'idée de couler le verre directement sur un bain d'étain fondu, créant ainsi une interface parfaitement plane entre deux liquides. La feuille de verre obtenue est remarquablement lisse, et il n'est plus besoin de la polir. Ce procédé, connu sous le nom de "verre flotté" (float glass en anglais) est maintenant utilisé par tous les fabriquants de vitrages. La production de "verre plat" en France est aujourd'hui de l'ordre du million de tonnes par an.

Sources: magasine "La Recherche" - octobre 2004 - http://www.larecherche.fr

 

 
 

UfdH - 15 mai 2006

 

 

référencement
mentions légales