Contrairement à la céramique, obtenue par durcissement au feu d'une pâte plastique, le verre est élaboré par fusion préalable d'un mélange de ses composants solides, suivie d'une solidification du liquide homogène ainsi obtenu.

Contrairement à la céramique, obtenue par durcissement au feu d'une pâte plastique, le verre est élaboré par fusion préalable d'un mélange de ses composants solides, suivie d'une solidification du liquide homogène ainsi obtenu. Très postérieur aux premières céramiques, le verre se développa ensuite considérablement dans les domaines scientifiques, techniques et artistiques, car il est resté, pendant des millénaires, le seul matériau transparent. L'apparition récente des matières plastiques transparentes n'a pas remis en cause sa position largement dominante en ce domaine. Le verre est une substance minérale solide non cristallisée, transparente et dure. Son état non cristallisé assure l'invariance de ses propriétés physiques, notamment de ses propriétés optiques, dans toutes les directions (isotropisme). On qualifie souvent cet état d'amorphe et on le considère comme l'aboutissement de l'évolution d'un corps fondu qui ne cristallise pas lors de son refroidissement, mais dont la viscosité augmente progressivement jusqu'à devenir infinie. Des travaux récents de physique des solides ont toutefois montré que l'état vitreux n'est pas réellement amorphe et n'exclut pas certains thèmes d'arrangement des atomes ou des motifs atomiques dans le produit solidifié. Le verre est fragile, résiste bien à la compression, médiocrement à la traction. Il est flexible en feuilles minces et en fils, pour autant qu'on ne le soumette pas à une courbure exagérée qui entraînerait sa rupture. C'est un isolant électrique, thermique et phonique. Il n'est pas biodégradable, mais est facilement recyclable. Le verre mal élaboré peut perdre sa transparence, voire se détruire, par cristallisation progressive, appelée dévitrification. L'industrie du verre La composition. Le verre de composition la plus simple est le verre de silice pure, obtenu par fusion de quartz ou de sable quartzeux blanc (sans impuretés), suivie d'un refroidissement contrôlé évitant la cristallisation. Ses difficultés d'élaboration (température de fusion voisine de 2 000 o C, supérieure à celle des matériaux réfractaires courants, processus de refroidissement délicat) limitent l'emploi du verre de silice à des utilisations spécifiques : ampoules à vapeur de mercure productrices de rayons ultraviolets (car les autres verres sont opaques aux UV), emploi à haute température, recherche d'une résistance chimique exceptionnelle (conservation d'eau chimiquement pure par exemple), recherche d'une transition d'indice avec d'autres verres (comme dans certaines fibres optiques). Les verres proprement dits sont des silicates complexes ou des mélanges de silicates, éventuellement combinés à d'autres sels, dont l'avantage essentiel est de pouvoir s'élaborer à 1 500 o C. Les verres ordinaires sont à base de silice (de 70 à 73 %), de soude (de 13 à 16 %) et de chaux (de 8 à 13 %) ; ils contiennent généralement un peu d'alumine (de 0,2 à 2 %) et de magnésie (de 0 à 4 %). Le verre de Bohême associe la potasse à la soude : il est particulièrement transparent et dur. Le cristal contient de 24 à 34 % d'oxyde de plomb associé à 10-12 % d'un mélange soude-potasse ou de potasse pure. Il est moins dur que le verre ordinaire (travail à la meule), mais il présente un indice de réfraction élevé, est très transparent et accepte un soufflage en parois fines, qui sont particulièrement sonores. Les verres d'optique sont des borosilicates (de 40 à 65 % de silice, de 5 à 15 % d'acide borique) et contiennent soude, chaux, alumine, magnésie et oxyde de plomb. On contrôle facilement leur indice de réfraction dans une assez large gamme (verres dits crown et flint), par leur composition. Les verres à feu, tels que le Pyrex, sont des borosilicates de soude et de potasse, riches en acide borique, présentant une grande résistance à la chaleur et aux brusques variations de température ; aussi les emploie-t-on pour la fabrication d'ustensiles de cuisine et de laboratoire. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats alumine bore bore - Composés du bore chaux cristal - 2.INDUSTRIE DU VERRE cristallerie fibre optique plomb potasse Pyrex quartz réfraction sable silicate silice sodium L'élaboration. La préparation de la charge comporte le mélange des matières solides pulvérulentes citées ci-dessus. La soude peut être apportée sous forme de carbonate, voire de sulfate, qui jouent alors un rôle de fondant ; ce rôle est complété par l'ajout de déchets de verre broyés et recyclés, appelés groisil ou calcin. Le verre peut être coloré dans sa masse par des ions métalliques ; c'est ainsi que le verre à bouteille classique doit sa couleur vert foncé à une introduction d'oxyde ferrique, alors que les colorations délicates en cristallerie sont obtenues avec des oxydes ou des sels de cobalt (bleu), manganèse ou nickel (violet), sélénium, cadmium ou cuivre cuivreux (rouge), chrome (vert), etc. L'absence totale de coloration nécessite parfois l'introduction d'un oxyde colorant, compensant une coloration accidentelle non souhaitée. Le verre opalin s'obtient généralement par addition de fluorure. La fabrication. Dans les procédés discontinus, la charge emplit un creuset placé dans un four ; dans les procédés continus, elle est déversée à l'entrée d'un four à bassins, ayant la forme d'un tunnel muni de brûleurs latéraux fonctionnant en alternance (four Siemens). La charge fond vers 1 500 o C, et ses composés se combinent pour former du verre liquide (dont la température de solidification est inférieure à la température de fusion initiale de la charge). Mais le bain de verre est maintenu pendant un à deux jours à haute température, pour qu'il s'homogénéise parfaitement et que les bulles puissent remonter à la surface. Il est alors refroidi jusqu'à ce qu'on obtienne la viscosité adaptée au traitement qu'il va subir. Ce processus s'effectue de façon discontinue dans les creusets et de façon continue dans les fours à bassins où le verre élaboré est soutiré à l'extrémité opposée au point de chargement. La fabrication d'objets se fait par soufflage à la canne, dans les cristalleries, à partir d'une masse de verre, ou paraison, prélevée par la canne dans les creusets. La bouteillerie et la gobeleterie industrielles s'effectuent dans des machines-transferts, souvent en carrousel, prélevant automatiquement des paraisons calibrées à la sortie des fours continus, les perçant, puis les soufflant dans des moules. Le verre à vitre est produit grâce à l'étirage vertical d'un film de verre qui se solidifie ; le film solidifé est alors entraîné par des rouleaux, alors que sa base visqueuse se réalimente spontanément, par tension superficielle, à partir du bain de verre. Les verres translucides, mais non transparents (verres dits martelés, striés, verre cathédrale, etc.), ainsi que les verres armés de treillis métalliques sont obtenus par laminage horizontal d'un film visqueux débordant du four au-dessus d'un seuil. Les glaces ont été longtemps élaborées, à partir de verre laminé, par usinage mécanique de dégrossissage (meules de fonte arrosées d'eau sableuse) conduisant à un verre dépoli (opération dite de doucissage), suivi d'un polissage optique de finition à la meule de feutre et à la potée d'émeri. En 1958, la société britannique Pilkington Brothers mit au point un procédé, appelé float-glass, de coulée du verre par débordement sur un bain d'étain fondu. Ce procédé a été adopté en France par SaintGobain en 1962. Les fils textiles de verre sont obtenus par étirage de verre fondu à grande vitesse à travers des filières en métaux nobles (souvent de platine) : on obtient des fibres très minces de quelques millièmes de millimètre de diamètre, qui sont assemblées par collage. Les fibres de verre courantes, destinées à l'isolation thermique en matelas, sont élaborées directement à leur diamètre définitif dans des filières beaucoup plus grossières. À l'exception des fils, tous les objets en verre, y compris les feuilles minces de verre à vitre, doivent être réchauffés après solidification jusqu'à la température de début de ramollissement, afin de relâcher toutes les tensions internes apparaissant lors du processus de solidification, puis refroidis très lentement dans un tunnel. Les verres de sécurité (gobeleterie dite incassable et glaces Securit) sont, au contraire, trempés par une multitude de jets d'air comprimé qui créent un réseau de tensions internes ; leur résistance aux chocs en est considérablement augmentée, mais une amorce de rupture provoque alors la dislocation de l'ensemble de la glace ou de l'objet en petits morceaux peu coupants et en poussière de verre. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats carrousel - 2.TECHNIQUE coulage cristallerie émeri four four - Les fours de traitement de liquides moule polissage recuit Saint-Gobain Securit (glace) Siemens (von) - Siemens (Wilhelm von) trempe Les livres France - industrie du verre, page 1996, volume 4 verre - étirage vertical continu d'une lame de verre à vitre, page 5474, volume 10 verre - une cristallerie à Murano, près de Venise, page 5475, volume 10 L'art du verre Les anciens Égyptiens ont commencé par produire des récipients en façonnant le verre pâteux autour d'un noyau d'argile. C'est peu avant le début de notre ère, probablement en Syrie, que fut inventée la canne à souffler, qui permettait d'obtenir une grande variété de formes et de dimensions. Puis on apprit à travailler et à décorer le verre à froid, par la taille ou la gravure, au moyen de disques rotatifs, et la peinture à l'or et à l'émail. Au début, on recouvrait l'objet soufflé d'une seconde couche de verre de couleur différente, que l'on taillait ou que l'on gravait de manière à former un dessin en faisant apparaître par endroits la première couche. Cette technique, répandue chez les Romains, fut remise en honneur par les verriers de Bohême au XIXe siècle et, un peu plus tard, par le Français Émile Gallé, qui multiplia le nombre de couches colorées. Venise, qui domina longtemps l'industrie du verre, produisit ses plus belles pièces soufflées au XVIe siècle. La primauté passa ensuite à la Bohême, dont les verres gravés servirent de modèle à toute l'Europe au XVIIIe siècle. L'Angleterre, qui, vers la fin du XVIIe siècle, avait inventé le flint, verre à forte teneur en plomb, particulièrement bien adapté à la taille, imposa son style à la fin du XVIIIe siècle et pendant la majeure partie du XIXe siècle. De nos jours, l'art du verre connaît une renaissance remarquable en Italie, en Suède et en Finlande. Voir aussi cristal et vitrail. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats Bohême cristal - 2.INDUSTRIE DU VERRE cristallerie Gallé Émile techniques (histoire des) - L'Antiquité - Introduction Venise - Venise dans l'histoire - De l'apogée de la Renaissance au déclin vitrail Les livres verre - vase de Daum en cristal épais polychromé, page 5474, volume 10 verre - verrerie syrienne, page 5476, volume 10 verre - coupe vénitienne du XVe siècle, page 5476, volume 10 verre - coupe vénitienne en forme de nacelle, page 5476, volume 10 verre - coupe à couvercle du XVIIIe siècle, page 5477, volume 10 verre - bouteille de Gallé à motifs végétaux, produite à Nancy, page 5477, volume 10 verre à pied de la cristallerie de Baccarat, XXe siècle, page 5477, volume 10 Exemple de verrerie d'art. La fabrication d'un vase en verre soufflé, façonné à la main, à la Verrerie provençale de Biot (Alpes-Maritimes), se déroule de la façon suivante. Le travail s'effectue par équipes de trois ouvriers (le maître verrier, l'aide et l'apprenti verrier). Dans le four, l'apprenti « cueille », c'est-à-dire prend au bout de la canne (tube d'acier creux de 1,20 m de long) un peu de verre en fusion, à 1 100 o C, qui va être travaillé entre 1 100 et 800 o C, à l'état pâteux. Sans cesser de tourner la canne, pour éviter que le verre ne coule, il roule ensuite la petite masse de verre sur le « marbre », table de fonte, pour l'arrondir régulièrement, puis il souffle dans la canne et gonfle le verre en forme d'ampoule, ou « poste ». C'est la première ébauche du vase. Il saupoudre alors le poste de poudre de carbonate de soude ; l'aide prend la canne et va cueillir une seconde fois un peu de verre en fusion : sous son action, le carbonate de soude se décompose et forme les bulles de gaz carbonique qui donnent au verre de Biot son aspect soufflé, ou « bullé ». L'aide emporte le poste sur un « banc » muni de bras horizontaux : d'une main, il y fait rouler la canne, tout en maintenant de l'autre le verre dans la mailloche, récipient de bois où s'arrondit le poste. Puis il commence le modelage du vase à l'aide des fers, sorte de pince à deux branches, graissées à la cire d'abeille pour glisser sur le verre. Il dessine une gorge sur le goulot du vase, qu'il met à réchauffer à la bouche du four avant de le passer au maître verrier, lequel lui donne sa forme définitive, creuse, arrondit, souffle, allonge, modelant le vase ramolli à volonté ; enfin, après avoir aplati le fond, le maître le fixe sur le pontil, que lui présente l'apprenti : c'est une canne d'acier qui porte une pastille de verre chaud sur laquelle adhère le fond du vase, qui est alors détaché d'un coup sec de la canne, au niveau du goulot. Après un nouveau réchauffage, le verrier coupe, à l'aide de ciseaux, le bord à la hauteur et selon la forme voulues, sans jamais cesser de faire tourner le pontil afin d'éviter que le verre ne se déforme ; il donne au col une forme déterminée, passe à nouveau la pièce au four pour adoucir les arêtes vives de la coupure aux ciseaux et imprime éventuellement le cachet de Biot sur une noisette de pâte, qu'il colle sur le vase. La pièce terminée est portée à l'arche (four-tunnel de recuisson), détachée du pontil par un coup sec et placée sur la ferrasse (plateau de tôle) ; dans l'arche, elle passera en plusieurs heures (une trentaine) de la température de 500 o C à la température normale. À sa sortie, le vase est lavé, gratté, quand la marque du pontil est coupante : c'est une marque qui prouve que la pièce a été soufflée, faite à la main et non moulée. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats Biot cristallerie Les livres verre - cueillage dans une cristallerie, page 5475, volume 10 verre - maillochage de la forme obtenue par soufflage, page 5475, volume 10 verre - opération de finition d'un vase, page 5475, volume 10 verre - mise en place de motifs décoratifs à l'aide d'un outil, page 5475, volume 10 verre - finition d'une pièce à la meule dans une cristallerie d'art, page 5475, volume 10 Complétez votre recherche en consultant : Les livres cristallerie, page 1315, volume 3 Le verre dans l'économie Dominée par le Français Saint-Gobain, le Japonais Asahi, l'Américain PPG Industries et le Britannique Pilkington, l'industrie du verre trouve ses débouchés essentiels dans le bâtiment et l'automobile. C'est donc une industrie particulièrement sensible à la conjoncture économique : ainsi, si les années 1989 et 1990 ont été marquées par une progression de la demande de vitrages dans l'automobile et le bâtiment, en 1991 ce secteur a été frappé par le ralentissement économique dû à la guerre du Golfe. Il est aussi confronté à des problèmes structurels de surcapacité de production en Europe. La conséquence en est une concurrence redoutable, notamment dans le secteur du float-glass (verre plat), apparu dans le courant des années soixante. La croissance durable des industries du verre ne peut ainsi s'appuyer que sur l'innovation et sur la perspective de nouveaux marchés dans les pays d'Europe centrale. En France, l'industrie du verre employait, en 1994, 29 300 personnes et réalisait un chiffre d'affaires de 25 milliards de francs. L'essentiel de la production était alors fabriqué par Saint-Gobain (l'ancienne Manufacture royale des glaces de miroirs), devenu le numéro deux mondial du secteur. La cristallerie de luxe, fleuron de la Lorraine, est une branche en pleine restructuration. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats BSN (Boussois-Souchon-Neuvesel) Saint-Gobain Complétez votre recherche en consultant : Les indications bibliographiques D. Jarry, le Travail du verre, Fleurus, Paris, 1986. F. Le Tacon, Émile Gallé ou le mariage de l'art et de la science, Messene, Paris, 1995. P. Prada et W. Ricciuti, Peindre et décorer le verre, De Vecchi, Paris, 1995.