Clair comme du cristal: comment du sable se transforme en verre

Il suffit de prendre les bons ingrédients et beaucoup de chaleur – et le voilà, le matériau merveilleux. Le verre existe déjà à l’état naturel depuis la nuit des temps sur la Terre, et un jour, l’homme a découvert la recette de sa fabrication.

Le verre brûlant est mou et on peut lui donner une forme en l’étirant ou en soufflant dedans.

Le verre brûlant est mou et on peut lui donner une forme en l’étirant ou en soufflant dedans. (Image: Michal Durinik/Shutterstock.com)

L’obsidienne est une roche volcanique vitreuse foncée et lisse.

L’obsidienne, une roche volcanique vitreuse foncée et lisse, était utilisée comme lame, fer de lance ou pour créer des bijoux à l’âge de pierre. (Image: Kletr/Shutterstock.com)

«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. En gros, le verre consiste en un mélange de sable quartzeux, calcaire (carbonate de calcium), natron et potasse (carbonate de potassium  - un sel contenu dans les cendres à cette époque). A de très hautes températures, cette mixture fond et devient du verre. Toutes ces matières existent dans la nature, et,  bien avant l’apparition de l’Homme, elles fondaient grâce à la chaleur des volcans et formaient le premier verre naturel : l’obsidienne.

 

Du four du potier à la canne du souffleur de verre

Un jour, l’homme a appris à déclencher et contrôler la fabrication du verre lui-même. Comme souvent au cours de l’histoire, la fabrication du verre a probablement été découverte par hasard, et ce lors de la fabrication de récipients en argile. Quand le four du potier était trop chaud et le sable fortement calcaire, il se formait un film vitreux sur la céramique.

Les découvertes les plus anciennes d’objets en verre faits par des humains proviennent du Proche-Orient et datent de 3500 avant J.-C. Plus tard, des techniques ont été développées pour fabriquer du verre sans « cœur » de terre cuite. Autour de l’an zéro, la canne du souffleur de verre a finalement été inventée. Grâce à cet outil, on a pu fabriquer des vases à paroi mince et transparents. Les Romains ont fortement développé l’art de la production du verre et ont diffusé cette technique en Europe. Au 19e siècle, la fabrication du verre a été automatisée et industrialisée.

La bonne mixture doit être mise au four

De nos jours, la production du verre se déroule dans d’immenses usines. D’abord, un mélange de plusieurs matériaux différents est fondu, dont l’ingrédient principal est du sable quartzeux (composé chimique: dioxyde de silicium). Du natron et de l’oxyde de potassium sont ajoutés pour abaisser le point de fusion du sable quartzeux. On y ajoute aussi du verre usagé, et selon le type de verre produit, d’autres matériaux comme du feldspath, du calcaire et de la dolomite qui rendent le verre plus solide. Pour faire du verre de couleur, on ajoute par exemple des oxydes métalliques comme de l’oxyde de fer, de cuivre ou de nickel.

Ensuite, les ingrédients sont mis dans la bassine du four de fusion. Le mélange est chauffé à presque 1500° Celsius, ce qui provoque la fusion de l’amalgame des ingrédients.

Que se passe-t-il avec la pâte de verre brûlante?

Lors de la prochaine étape, on enlève les petites bulles d’air contenues dans le verre fondu. Grâce aux hautes températures et à l’ajout de plusieurs substances, les petites bulles sont emportées par des bulles toujours plus grandes vers la surface du liquide. Le verre sans bulles est ensuite quelque peu refroidi afin qu’il atteigne la bonne température pour la finition. On peut alors le comprimer, le couler, le laminer, l’étirer ou le souffler pour lui donner la forme désirée.

Pour produire des verres ou des bouteilles, le verre est coulé après refroidissement dans le «feeder» qui dirige de petites gouttes de verre à la bonne cadence dans une machine à usinage pour former les récipients. Pour produire du verre plat (pour une fenêtre ou un miroir), on dirige le verre fondu sur un long bain d’étain liquide. Parce que le verre est plus léger que l’étain, il flotte et se distribue à la surface comme un film d’huile à la surface de l’eau. En refroidissant, le verre devient solide et on obtient une longue vitre plate.

Au fait, pourquoi le verre est-il transparent? Quelles sont ses autres qualités? Et quels produits sont fabriqués en verre? Tu pourras le découvrir dans cet article!

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