Exposition itinérante Le verre s'expose

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PRISME
ROUGE
ORANGÉ
JAUNE
VERT
BLEU
VIOLET
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A
B
C
D
B
C
D
E
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Adobe Stock
LE VERRE
R
RE
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S’EXPOSE
E
X
P
O S
E
Le verre est un matériau très tè c
pourtant assez difficile à défin
d’entre nous, c’est une matière
fragile. Pour les chimistes, le ve
un solide non-cristallin obtenu
fondu et qui présente une pro
appelée transition vitreuse.
Adobe
La structure du verre est très
proch
de celle d’un liquide solidifié.
Les atomes n’y sont pas disposés
de manière régulière, à la différen
de ce que l’on trouve dans un crist
d’où la qualification de solide
« non-cristallin ». Le verre courant
est obtenu à partir de silice (le
plus souvent du sable) et d’autres
composés chimiques qui sont fond
mélangés et refroidis. C’est lors du
refroidissement que se produit la
transition vitreuse qui fige le liquid
Stock
Qu’est-ce que
?
LE VERRE
Ces matériaux sont caractérisés par des propriétés
chimiques, physiques et mécaniques différentes
et donc par des usages s différents.
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LE VERRE
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RE
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S’EXPOSE
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La fabrication du verre courant
nécessite avant tou ut de la silice
(SiO 2 ) et diver
s additifs.
d if
L’ensemble est fon ndu dans
un four à environ
1 500°C puis
refroidi rapidement
pour que
se produise la transition vitreusee
et éviter ainsi la cristallisation.
Selon l’utilisation et le façonnag
ge
souhaité, le verre ramolli peut être
coulé, soufflé, étiré é puis recuit
ou trempé…
EN SAVOIR PLUS
Co
mment fabrique-t-on
LE VERRERE
Pourquoi recuire le verre ?
Lors de sa fabrication le verre passe de 1500°C à 650°C
en fin de production en quelques minutes. Les parois
extérieures des objets se refroidissent plus vite que
l’intérieur et des contraintes mécaniques apparaissent
dans le verre.
L’objet fabriqué doit alors être recuit
dans un four spécial durant quelques heures à la
température de transition vitreuse (environ 500°C),
puis on diminue lentement la température pour
éviter l’apparition de nouvelles contraintes.
Sans cette étape, la plupart des objets fabriqués
se briseraient avant leur utilisation.
?
Pour fabriquer du verre, il faut utiliser
un formateur, par exemple de la silice.
Mais celle-ci ne fond qu’à une température
très élevée (plus de 1 700°C). Pour abaisser
la température de fusion à environ
1500°C, on ajoute à la silice un fondant
(par exemple de la soude) mais aussi
des stabilisants (alumine, magnésie…).
Fondants et stabilisants représentent 20
à 35 % de la masse totale initiale. Une
fois la pâte de verre obtenue, elle est
façonnée (fabrication de plaques flottées,
de récipients par pressage-soufflage…).
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LE VERRE
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RE
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S’EXPOSE
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Comment obtenir
une BOUTEILLE,
une VITRE
ou
un
e FIBRE OPTIQUE ?
Une fois la pâte de verre
obtenue, il faut lafaçon
ner
pour fabriquer les objets
désirés. Les techniques
permettant de fabriquer
des bouteilles, des plaques ou
des fibres sont très différente
s.
FIBRE OPTIQUE
La fibre optique
est obtenue par
fibrage qui consiste
à obtenir un fil par
étirage d’un barreau
de verre. Avec un
barreau de 20 cm
de long et 10 cm
de diamètre,
on peut fabriquer
128 km de fibre
optique de 125
micromètres
de diamètre.
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Four
Mesure de diamètre
Réservoir de résine silicone
Four de polymérisation
Bobine de stockage
2
1
3
4
BOUTEILLES
La technique sans doute la plus connue consiste
à récupérer de la pâte de verre dans un four à
l’aide d’une canne dans laquelle on souffle pour
façonner un objet.
A l’échelle industrielle, on utilise le même principe
pour mettre en forme certains objets.
VITRES
Le verre à vitre
peut être obtenu
par le procédé de
flottage sur bain
d’étain.
remières
n d’étain
Galerie de recuisson
Découpe, empilage, stockage
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LE VERRE
RE
S’EXPOSE
X
P
E
Verr
r eNATUREL
ouARTIFICIEL
?
L’utilisation du verre date du paléolithique, bien avant
que l’on ne soit capable d’en fabriquer. On exploitait
alors du verre naturel, le plus souvent d’origine
géologique.
Grâce à la découverte d’une technique de fabrication
en Mésopotamie et en Egypte environ 3 000 ans avan
ant JC,
l’utilisation du verre est devenue plus facile et a permis
de réaliser des objets plus divers.
DIATOMÉE, Crédit photo : Nantes Culture Collection.
LES VERRES NATURELS
Des algues microscopiques
s présentes dans
l’eau de mer, les diatomées, sont capables
de fabriquer un squelette de verre
à température ordinaire. Les scientifiques
parlent alors de verre naturel biologique.
i
Pour ce qui concerne les verres d’origine
géologique, ils ont été utilisés dès le
paléolithique. Des pointes de flèches
en obsidienne (verre issu du volcanisme)
ont été retrouvées par les archéologues.
LES VERRES ARTIFICIELS
Les premiers objets en verre de fabrication
humaine sont apparus environ 3 000 ans
avant JC, mais c’est entre le IIIème
et le Ier siècle avant JC que l’on commence
à fabriquer des objets plus complexes.
OBSIDIENNE
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LE VERRE
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S’EXPOSE
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X
P
O
E
Verre et lumière,
une histoire
d’INTERACTIONS ?
Le verre e est principaleme
lement utilisé pour sa transp
arence
e
qu’il s’agisse de vitrage
, de lentille lle optiqu
e ou
d’écr
an
de téléphone portabl
e. Cependa
nt,
il ag
it tsur rl
la lumiè
re
de manière différente selon le
s situatio
ns : il l
a tra
nsmet
,
parfois en la déviant, mais il peut auss
ila
dispe
rser,
la réfléchir voire la guid
er.
Le verre à base de silic
e est
transp
arent
aux ondes lumineuses. Il est d onc ut
ilisé
couramment en optique.
Les lentilles sont des dispositifs qui permetten
mettent
de modifier la direction de propagation de
la lumière. Les lentilles convergentes et les
lentilles divergentes sont notamment utilisées
pour la correction de la vision. La déviation
des rayons lumineux ne se produit pas lorsque
LENTILLE CONVERGENTE
le rayon arrive perpendiculairement
p
sur une surface plane (une vitre par exemple).
A l’aide d’un prisme de verre, il est possible
LENTILLE DIVERGENTE
de décomposer la lumière pour obtenir
un arc-en-ciel. C’est ce qui se passe lorsqu’il
pleut : les gouttes d’eau jouent le rôle d’une
infinité de prismes.
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LE VERRE
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S’EXPOSE
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X
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Le verre ordinaire ire permet de
n
omb
bre
ux usages
es.
Cependant, on peut change r ses
pro
opriétés
pour l’utiliser dans des situationstio
pa
articuli
ères en n:
VERRE EN CRISTAL
(RICHE EN PLOMB)
COMMENT
peut-on modifier les
PROPRIÉTÉS
DU
VERRE ?
VERRE FEUILLETÉ
VERRE TREMPÉ
CHIMIQUEMENT
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2 5 2 3
EN SAVOIR PLUS
Les verres géologiques
L’obsidienne, roche volcanique, a été utilisée au
paléolithique pour fabriquer des outils. Les tectites,
billes de verre formées lors des impacts
de météorite, ont pour leur part servi à la
fabrication de bijoux. On no
te aussi l’existence
des fulgurites, petits tubes de verrere très fragiles,
formées lorsque le sable est frappé par un violent
éclair qui le fait fondre. Il se forme alors des sortes
de petits tubes de verre.
© Minakryn Ruslan sur iStock
AIR
VERRE
RAYON LUMINEUX INCIDENT
EN SAVOIR PLUS
L’indice de réfraction
L’indice de réfraction d’un verre permet de
déterminer l’angle de déviation d’un rayon
lumineux lorsqu’il va passer du verre dans
un autre milieu (l’air par exemple). Au-delà
d’un certain angle d’incidence (angle critique),
le rayon ne peut plus sortir du verre :
c’est ce qui se passe dans une fibre optique.
EN SAVOIR PLUS
Pourquoi colorer le verre ?
On colo
re le
verre pour des motivat
ions
artisti
ques (v
itraux, verres à boire…)
ou pour
prot
téger le contenu du flaco
n
(boutei
lles). les).
Ainsi, pour éviter l’oxydation des huiles
végétales, celles-ci sont conditionnéesnées
dans des bouteilles en verre foncé. La coloration
est obtenue grâce à des oxydes métalliques :
de l’oxyde de cobalt ou de cuivre pour le bleu,
de l’oxyde de fer pour le vert…
TECTITE