VERRE

Verre

Le verre est un matériau ou un alliage dur, fragile (cassant) et transparent à la lumière visible. Le plus souvent, le verre est constitué d’oxyde de silicium (silice SiO2, le constituant principal du sable) et de fondants, matériaux (comme le feldspath) permettant d'abaisser la température de fusion d'un ou plusieurs éléments ou composés chimiques. La présence et la nature d'un fondant à un impact notable sur le produit final obtenu et ses propriétés tant physiques que chimiques. Parmi tous les types de verre, le plus courant est le verre sodocalcique. Du point de vue physique, le verre est un matériau amorphe (c’est-à-dire non cristallin) présentant le phénomène de transition vitreuse. En dessous de sa température de transition, qui est très élevée, le verre se présente à l’état vitreux. Aujourd'hui, un grand nombre de solides amorphes sont regroupés sous le nom de verre. Ainsi, on fabrique non seulement des verres minéraux, mais aussi des verres organiques et même des verres métalliques.

Le verre industriel à de bonnes compatibilités avec la plupart des composés chimiques, par contre l’acide fluorhydrique dégrade facilement le verre.

Les verres ne sont pas insensibles à l’action de l’eau ou de l’air. Bien sûr, cela n’empêche pas l’existence de verres ayant plusieurs millions d’années et non altérés car la sensibilité des verres à l’altération dépend de leur composition chimique.

Par extrapolation le nom de verre est employé pour d’autres matériaux amorphes.

Par exemple, des mélanges à base de fluorures de zirconium, baryum, lanthane et aluminium produisent des verres fluorés plus transparents dans l’ultraviolet et le proche infrarouge que le verre de silice. Ils servent donc à fabriquer des instruments optiques pour ces rayonnements.

Beaucoup de verres de lunettes sont fabriqués avec des verres organiques qui sont des polymères à base de carbone comme le polycarbonate de bisphénol A ou le polycarbonate d’allyle.

Certains alliages métalliques peuvent être solidifiés avec une structure amorphe grâce à un refroidissement très rapide, on les appelle alors des verres métalliques. Ces alliages sont utilisés par exemple pour les cœurs de transformateurs.

Certains aciers peuvent être solidifiés sous forme amorphe. Ils ont des propriétés non-magnétiques intéressantes notamment pour la construction de sous-marins furtifs. Ils ont également une grande dureté et une très bonne tenue à la corrosion.

Les verres bioactifs sont des matériaux dont les propriétés sont retenues par la chirurgie pour leur emploi comme substitut osseux. En effet après leur insertion dans l'organisme, ils se couvrent d'une couche d'hydroxyapatite carbonatée, similaire à la phase minérale de l'os naturel et qui permet l'établissement de liaisons chimiques avec les cellules osseuses, donc un accrochage fort de l'implant.

Cependant, les verres bioactifs sont peu utilisés en chirurgie du fait de leurs médiocres propriétés mécaniques. Ils sont cependant intéressants en couches minces pour associer leurs caractéristiques bioactives à l'intérêt d'autres matériaux.

Les verres peuvent ensuite être mis en forme pour moulage, fibrage, soufflage, abrasion, extrusion…

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.).

Le verre est le matériau dans lequel sont confinés les déchets radioactifs de haute activité par le procédé de vitrification.

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.

Le verre est également présent dans les éléments de haute technologie du quotidien: disques durs, écrans tactiles.

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

Fibre de Verre

Exemple de verre soufflé

Propriétés physiques moyennes du verre sodique :

Masse volumique : 2 500 kg/m3

Module de Young : 69 000 MPa

Limite d'élasticité : 3 600 MPa

Résilience : de 1 500 à 2 500 Pa

Coefficient de dilatation linéaire : de 0,5 à 15×10-615 /°C

Conductibilité thermique : 1 W/m/°C