Verre - Définition

Introduction

Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent au rayonnement visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium (silice SiO₂) et de fondants, le constituant principal du sable.

De manière scientifique, le verre est défini comme un matériau amorphe (c’est-à-dire non cristallin) présentant le phénomène de transition vitreuse. En dessous de cette température de transition qui est très élevée, le verre se présente à l’état vitreux.

Histoire

Les hommes ont commencé par utiliser des verres naturels comme l’obsidienne puis ont appris à fabriquer eux-mêmes le verre. Les techniques se sont étoffées et on a commencé à élaborer des verres transparents, mis en forme en utilisant notamment le soufflage. Puis avec l’ère industrielle, les progrès de la chimie et de la physique, on est passé à la production à grande échelle de verre dont les usages se sont de plus en plus diversifiés depuis les origines.

Utilisation

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

Il est également utilisé en chimie et dans l’industrie agroalimentaire : il réagit très peu avec la plupart des composés utilisés dans ces domaines, c’est donc un matériau idéal pour les contenants (bouteilles, pots de yaourt, béchers, erlenmeyers, colonne de distillation, éprouvettes, tubes à essai, etc.). Un des seuls liquides ayant le pouvoir de dissoudre le verre est l’acide fluorhydrique (HF).

Le verre est le matériau dans lequel sont confinés les déchets radioactifs de haute activité (HAVL) par le procédé de vitrification. En effet sa structure désordonnée permet d’absorber une partie des radiations.

Le verre est aussi un matériau de construction très important dans l’architecture moderne et dans l’industrie automobile. Il est notamment présent sous forme de laine de verre, isolant léger, imputrescible et ininflammable et la brique de verre est utilisée pour réaliser des parois translucides.

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

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

On peut le rencontrer sous forme de microbilles, de fibres (coupées ou non), de mats (fibres disposées « en vrac ») ou de tissus (mode de tissage « taffetas », par exemple). Incorporées dans la matrice polymère ou déposées en surface, ces présentations sont utilisées notamment comme renfort (fibreux ou non) de résines thermoplastiques (polyamides...) ou thermodurcissables (polyesters, époxydes...) dans les plastiques, ainsi que dans les matériaux composites.

Types de verres industriels

• Verre plat :
  • Verre « float » ou verre flotté
  • Verre à vitre
  • Verre imprimé et armé
  • Verre spécial pour des applications particulières.

• Verre moulé : Utilisé surtout pour fabriquer des bouteilles.

• Verre étiré : Produit semi-fini permettant de réaliser des ampoules, des flacons ou de la verrerie de laboratoire.

Le verre peut subir des modifications pour le renforcer et le sécuriser :

• Verre trempé :
  • Trempe thermique : Des traitements thermiques permettent d’améliorer la résistance des pièces : les vitres latérales et arrières des automobiles comme certaines pièces d’ameublement sont trempées par un refroidissement rapide et contrôlé, 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 feuilleté : Composé de couches verre-plastique-verre ou plus. Les pare-brises des automobiles et les vitres blindées sont en verre feuilleté. Ainsi, lors d’un choc, le pare-brise se casse, mais reste en place. Les passagers risquent moins d’être blessés par des bris. Le verre blindé ayant 8 couches de plastique peut résister à 70 coups de hache avant d'être traversé.

Le verre peut aussi subir des traitements de surface, le plus souvent des dépôts :

• Verre antireflet : Verres de lunettes de vue
• Verre hydrophobe : Pare-brises et miroirs...

Techniques artisanales du verre

La verrerie constitue une activité artisanale.

• Travail du verre à la flamme « souffleur de verre au chalumeau » : les verriers travaillent à partir de tubes et de baguettes de verre étiré qu’ils ramollissent à l’aide de la flamme d’un chalumeau pour le transformer par le souffle ou par différents outils. En France, le travail du verre soufflé à la flamme pour la réalisation d’objets décoratifs, utilitaires, formages des tubes en y introduisant un gaz "rare" appelé néon, ou de pièces uniques est pratiqué par plusieurs artisans. On peut citer Agapito Gutierrez, Dominique, Ludovic et Nicolas Guittet, Jean-Pierre Baquère, Jean-François Schvan, Alain Villechange, Pascal Philibert (Meilleur ouvrier de France), Gilles Gicquel (Meilleur ouvrier de France).
• Verre soufflé: Les souffleurs de verre font chauffer une boule de verre au bout d’une canne (tube métallique creux), et soufflent dans cette canne pour faire gonfler le verre et réaliser le vide intérieur. Puis, ils étirent, aplatissent, percent cette boule pour lui donner sa forme finale. Une fois durci, certains le dépolissent pour réaliser des motifs.

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

• Peinture sur verre inversé: La peinture sur verre inversé (ou peinture sous verre ou peinture sur verre) est une technique artistique difficile qui s'exécute directement sur une feuille de verre. Le verre supporte la peinture comme le ferait une toile. Soudée au verre, c'est à travers ce support que l'on contemple l'œuvre. Ainsi le verre sert à la fois de support et de vernis protecteur. Précisons que c'est une technique de peinture à froid de sorte que le procédé n'exige pas de cuisson au four. Le pigment est lié au verre par un véhicule huileux le plus souvent à base de vernis.

Terminologie

• Cristal: Verre à haute teneur en plomb qui lui donne un éclat plus intense et se travaille de façon similaire au verre. Pour mériter l’appellation de cristal, la concentration en oxyde de plomb doit être comprise entre 28 et 56 %^{[citation nécessaire]}.

• Pâte de verre: Le moule de la pièce à réaliser se fabrique dans un matériau réfractaire (à base de kaolin par exemple) selon diverses techniques dont la cire perdue. Après cuisson, selon des paliers de chauffe destinés à éviter les fissures, le moule est refroidi et garni de poudres ou de granulés de verres colorés diversement selon le décor recherché. Une nouvelle cuisson a lieu et, après refroidissement, le moule est détruit délicatement par un moyen chimique ou mécanique pour dégager la pièce dont la forme et les couleurs auront été parfaitement contrôlées. Cette technique attribuée aux Égyptiens, a été réinventée presque simultanément par Henry Cros, François Décorchemont et Georges Desprets dans la deuxième partie du XIX^e siècle. Amalric Walter, Gabriel Argy-Rousseau s’y sont illustrés.

• Thermoformage: Cette technique consiste à poser à froid une (ou plusieurs) feuilles de verre, éventuellement colorées, sur un réfractaire dont elle épousera le relief à la cuisson.

• Fritte: Composition de verre, pouvant être colorée (à l’aide d’oxydes métalliques), portée à fusion et trempée dans un bain d’eau froide afin de la réduire en granulés servant à l’élaboration d’émaux ou de « balottes » (barres) colorées, matériaux de base des verriers.

• Cueiller: Action de prélever une masse de verre dans le four à l’aide d’une canne ou d’un pontil.

• Pontil: Tube métallique plein, le pontil permet une mise en forme au « marbre » ou à l’aide de divers outils. Il sert aussi à la séparation de l’objet de la canne afin de percer et travailler le col, à rapporter des éléments de décor, des anses, un pied.

Recyclage

Les bouteilles de verre usagées peuvent être fondues. La matière ainsi récupérée permet de fabriquer de nouvelles bouteilles. Le verre, s’il est bien trié (Tri sélectif) peut se recycler indéfiniment sans perdre ses qualités. Dans certains pays tels que l'Allemagne ou les pays nordiques, le tri peut différentier le verre blanc, vert et brun pour un recyclage plus performant, et les bouteilles consignées puis réutilisées sont plus fréquemment choisies par les producteurs et consommateurs.

Le verre peut également être produit à partir de calcin (verre broyé) de récupération. La fabrication du verre à partir de calcin de récupération économise des matières premières et de l’énergie.

Avant d’être refondu, le verre subit différents traitements : broyage, lavage, élimination des colles, étiquettes, capsules, séparation du verre et des métaux et élimination des rebuts (porcelaine, cailloux…).

En France, le verre est récupéré pour être recyclé. L’Allemagne et la Belgique ont aussi privilégié un autre système de réutilisation : la consigne. Dans ce système les bouteilles sont récupérées entières, lavées puis réutilisées. Le Canada utilise un système similaire à l’Allemagne et a uniformisé le format des bouteilles de bière pour faciliter une réutilisation plus rentable et facile par diverses compagnies.
En Guyane, depuis fin 2006, les déchets de verre (70 tonnes collectées de fin 2006 avec un premier chantier-test mi 2007 au centre de Cayenne) sont utilisés en fond de couche routière. Il faut 4 600 t de verre pour 30 km de route. Ce type de réutilisation peut cependant poser des problèmes de dangerosité (lors des chantiers et pour la faune fouisseuse).