«Prends 60 volumes de sable, 180 volumes de cendre, 5 volumes de craie – et tu obtiens du verre». La fabrication du verre est aussi simple que ça, si on suit la recette provenant de la bibliothèque de tablettes d'argile du roi Assurbanipal autour de 650 avant J.C. La liste des ingrédients est en fait toujours valable.
Munissez-vous de sable siliceux.
Aussi appelé sable de quartz, le sable siliceux est l'ingrédient de base de la fabrication de verre. Le verre ne contenant pas d'impuretés en fer est utilisé pour faire des objets en verre transparent. En effet, les particules de fer donnent au verre une teinte verdâtre.
La fusion a lieu aux alentours de 1500°C et l'affinage aux environs de 1400°C. L'affinage consiste essentiellement à débarrasser le verre fondu des gaz pouvant apparaître sous forme de bulles.
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.
L'industrie utilise des mélanges de sable et de carbonates, qui existent à l'état fondu à environ 1 050 °C, mais si on n'élève pas plus la température, certains grains de sable ne fondent pas et créent des imperfections dans le verre.
La fabrication de vitre fait partie des sous-secteurs de la miroiterie. C'est un procédé qui consiste à mélanger la silice avec des fondants comme de la chaux ou de la soude. L'objectif étant de rabaisser la température. Après ajout de l'eau et du calcin, le mélange est porté à une température de 1 550 degrés.
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.
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.
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.
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 chaud entraîne des brûlures du 1er et 2e degré, mais il arrive d'être brûlé au 3e degré...
Le sablage du verre consiste à dépolir la surface du verre par projection de sable (granulés d'aluminium) à haute pression, dans une cabine fermée. Par ce traitement, les particules abrasives attaquent le verre, lui enlèvent son aspect brillant et le rendent translucide.
450 à 480°C : température de recuisson d'un verre sodocalcique. 400 à 420°C : température de recuisson d'un cristal au plomb. 700°C : température du réchauffage du verre pour la trempe thermique. 700°C : température de ramollissement d'un verre sodocalcique pour 70% de silice.
En maçonnerie, le sable est utilisé comme agrégat mélangé à un liant comme la chaux ou le ciment. En fonderie de métaux ferreux ou alliages légers, les moules peuvent être réalisés en sable aggloméré par des résines ou des argiles, pour couler les pièces.
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.
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.
Tout simplement en les chauffant. Pas au micro-ondes, mais dans des fours géants qui chauffent à plus de 1300 °C. A cette température, les ingrédients vont fondre et se mélanger pour donner du verre en fusion, liquide et brulant. En refroidissant, cela formera une masse transparente et cassante : le verre.
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.
Mélangez 5 mL de colle blanche avec 3 gouttes de colorant alimentaire et 7 mL d'eau. Utilisez un bol jetable et une cuillère pour mélanger la teinture. Peignez l'intérieur du verre avec un pinceau. Votre teinture prendra une autre dimension si vous peignez la surface avec un pinceau large.
Le verre à vitre
Au début du XIVème siècle, naquit la première verrerie à vitre à Bézu-la-forêt dans l'Eure et les feuilles planes (« plats de verre ») inventées par Philippe Cacqueray. En 1698 au château de Saint Gobain, Lucas de Nehou mis au point le coulage des glaces (coulée sur table).
On appelle verre : un matériau dur, fragile (cassant) et transparent, à base de dioxyde de silicium et de fondants. Cette définition est celle du sens commun et c'était aussi celle des scientifiques jusqu'au xix e siècle.
® 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.
Il permet non seulement de faire des économies de matières premières, d'eau et d'énergie mais aussi de réduire les émissions de dioxyde de carbone. Ainsi, la substitution de 10% de matières premières dans le four verrier par du calcin fait gagner 2,5% de l'énergie nécessaire à la fusion.