La préparation du lit de fusion
On appelle lit de fusion, le broyage puis le mélange de granulométrie homogène des différentes matières premières qui compose le verre. Le verre est un silicate complexe c'est à dire un réseau irrégulier de silice (sable) auquel on ajoute des agents modificateurs.
Différentes matières premières sont nécessaires pour fabriquer du verre. Il s'agit principalement de sable, de soude et de chaux. Avant de les mélanger, ils sont soigneusement pesés. La bonne quantité de chaque matière première dans le mélange permet de fabriquer les meilleurs vitrages.
Au-dessous de 750 °C, au contact de la silice, les cristaux de carbonate de sodium se déforment pour épouser la forme des cristaux de silice. Une réaction entre le sable et le carbonate de sodium (réaction de décarbonatation) est à l'origine de la formation de deux types de silicates de sodium.
Deux techniques sont apparues conjointement et furent utilisés durant tout le Moyen Âge pour la fabrication des vitraux : le soufflage en couronne : produit dans l'Ouest de la France (technique normande de la cive) et en Angleterre où sa production dura jusqu'au XIX e siècle.
En France, la majeure partie de la silice provient de gisement de sables naturellement fins, gisements d'épaisseur variable, recouverts de terre arable, de marne, de minéraux divers. On trouve également des gisements en lagune.
Les éléments 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).
L'élaboration du verre proprement dite, au départ de trois matières premières de base naturelles et abondantes sur Terre : l'oxyde de silicium, l'oxyde de sodium et l'oxyde de calcium. La fusion a lieu aux alentours de 1500°C et l'affinage aux environs de 1400°C.
La fabrication de la pâte de verre
La pâte de verre commence par la mise en place à froid de verres en poudre, concassé ou broyé dans un moule réfractaire qui va être chauffé à 800 °C. Il est également possible de procéder à la technique de fonte à la cire perdue.
Les matières premières d'une bouteille en verre
La fabrication d'une bouteille en verre s'obtient à partir d'un mélange de sable, précisément de silice, à plus de 70 %, de soude sous forme de carbonate de sodium et de calcaire qui ont pour fonction de faciliter la fonte de la silice.
LA COMPOSITION DU CRISTAL :
La composition, qui varie légèrement d'une cristallerie à l'autre, comporte une partie de potasse, deux parties de minium de plomb, trois parties de silice (sous forme de sable extra-blanc) et une certaine quantité de groisil, ou cristal cassé, qui en facilite la fusion.
Pour le verre, la lumière visible n'est pas assez énergétique, et les électrons ne peuvent pas les absorber. La lumière traverse donc le verre, sans être absorbée. Pour le bois ou le plastique opaque, le photon disparaît : la lumière visible est absorbée et les électrons sont excités.
L'artisan verrier recueille une masse de verre en fusion au bout de sa cane de verrier. Il fait tourner sa tige en métal de manière continue afin d'obtenir une masse homogène. Le verrier va tour à tour, souffler son verre, le refroidir, le réchauffer au four, et ajouter du verre en fusion.
Il se compose d'un élément vitrifiant la silice, mélangé à des produits “fondants” (carbonate et sulfate de soude) et à des stabilisants (calcaire ou carbonate de chaux). Il s'obtient à une température de fusion de 1500°C.
Cette «versatilité» du verre a une conséquence importante : il vieillit. Ce qui en fait un bon modèle pour l'étude du vieillissement de nombreux autres matériaux. Historiquement, le verre n'a pas toujours été transparent.
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 (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...) est constitué d'oxyde de silicium.
La première fabrication du verre remonte probablement à 4 500 ans avant notre ère, en Mésopotamie. C'est toutefois en Égypte antique autour de 3 000 ans avant notre ère que les premiers objets artisanaux en verre ont été découverts.
Le verre d'hier, verre d'aujourd'hui, celui de demain de l'artisan vitrier de Lyon Le verre est un matériau naturel, écologique, recyclable à l'infini après récupération. Son tri et son recyclage réduisent l'impact carbone sur l'environnement et le gaspillage en énergie.
® Le recyclage du verre permet aussi de faire des économies. En réutilisant le verre collecté dans la nature, on économise de l'énergie (car il fond plus facilement dans le four verrier) et on prélève moins de matières premières dans la nature. Il permet d'éviter le rejet de CO2.
Le sable de silice s'achète facilement dans une jardinerie pour des quantités réduites ou auprès de carrières et de marchands de matériaux pour des volumes importants. Il se vend soit par sacs de 25 kg, soit en vrac à la tonne.
Le sable de silice est la forme chimique la plus courante de ce matériau granulaire fin, composé de petites particules rocheuses et de minéraux, que nous appelons le sable.
À peine sorti du sable, le corps doit être protégé de la différence thermique entre l'intérieur du sable (70 °C environ) et l'air ambiant (44 °C) et protégé du vent, très fréquent en été qui augmente le « choc thermique ».