Exposition itinérante Le verre s'expose
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7<br />
COUCHE PROTECTRICE HYDROPHOB<br />
E<br />
COUCHE ANTISTATIQUE<br />
COUCHE DURCIE<br />
COUCHE ANTIREF<br />
LETS<br />
INCENDIE<br />
VERRE<br />
BRISÉ<br />
COUCHE PARTIE DU<br />
INTUMESCENTE<br />
VITRAGE ENCORE<br />
TRANSFORMÉE<br />
INTACTE<br />
EN MOUSSE<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
1<br />
6<br />
4<br />
2<br />
5<br />
3<br />
LE VERRE<br />
RE<br />
E<br />
S’EXPOSE<br />
X<br />
P<br />
E<br />
8<br />
LE VERRE<br />
R<br />
RE<br />
R<br />
S’EXPOSE<br />
E<br />
X<br />
P<br />
O<br />
E<br />
9<br />
LE VERRE<br />
R<br />
RE<br />
R<br />
S’EXPOSE<br />
X<br />
P<br />
O<br />
E<br />
POURQUOI<br />
modifier les<br />
PROPRIÉTÉS<br />
DU VERRE ?<br />
<strong>Le</strong><br />
<strong>verre</strong> un matériau industriel ?<br />
LA FIBRE OPTIQUE<br />
<strong>Le</strong><br />
<strong>verre</strong> un matériau industriel ?<br />
LA<br />
VITROCÉRAMIQUE<br />
(v<br />
er<br />
re/céramique)<br />
<strong>Le</strong> <strong>verre</strong> à base de silice présente une<br />
bonne résistante thermique et mécanique,<br />
de plus il est stable. Un traitement thermique<br />
spécifique permet cependant de renforcer<br />
sa résistance mécanique.<br />
D’autres familles de <strong>verre</strong>s existent :<br />
leurs propriétés sont adaptées à des usages<br />
spécifiques (<strong>verre</strong> transparent aux infra-rouges<br />
pour<br />
des caméras ou des détecteurs, <strong>verre</strong> de<br />
fluoru<br />
res pour les utilisations optiques…).<br />
<strong>Le</strong> <strong>verre</strong> est un<br />
matériau industriel très utilisé.<br />
Outre<br />
les objets du quotidien, il est au coeur<br />
de la fabrication des fibres optiques,<br />
compo<br />
sants clés de la transmission des<br />
infor<br />
mations dans les télécommunications.<br />
Grâce<br />
au raccordement à la fibre optique,<br />
chacun d’entre nous peut envoyer et recevoir<br />
des grandes quantités de données sur de très<br />
court<br />
es durées.<br />
La vitrocéramique, inventée<br />
dans les années 1950, est constituée<br />
d’une matrice de <strong>verre</strong> dans laquelle<br />
des nanocristaux sont dispersés.<br />
Grâce à ce mélange, on obtient<br />
un matériau qui est plus résistant aux<br />
chocs et/ou qui présente des propriétés<br />
optiques et électriques originales.<br />
<strong>Le</strong><br />
<strong>verre</strong> ordinaire accepte bien les chocs thermiques,<br />
mais, pour des usages spécifiques, il doit supporter<br />
de plus grandes variations de température : c’est possible<br />
en ajoutant à la silice du trioxyde de bore (B 2 O 3 ).<br />
On obtient un <strong>verre</strong> de type Pyrex®.<br />
En trempant un <strong>verre</strong> (baisse brutale de la température<br />
après sa mise en forme), on obtient un renforcement<br />
mécanique de la surface du <strong>verre</strong>. S’il se brise, il produit<br />
de nombreux éclats non tranchants et donc moins<br />
dangereux.<br />
<strong>Le</strong>s <strong>verre</strong>s de fluorures sont utilisés pour la construction<br />
des lasers et des fibres optiques fonctionnant dans<br />
l’infra-rouge.<br />
ENVELOPPE<br />
PROTECTRICE<br />
TRAJET LUMINEUX DANS UNE FIBRE OPTIQUE<br />
TRAJET LUMINEUX<br />
GAINE<br />
OPTIQUE<br />
ENVELOPPE PROTECTRICE<br />
GAINE<br />
COEUR<br />
COEUR<br />
A la différence d’un signal électrique,<br />
la lumière se déplace à très grande<br />
vitesse. C’est pourquoi la transmission<br />
par fibre optique est si rapide.<br />
Une fibre optique est composée<br />
de trois parties : le coeur, la gaine<br />
optique et l’enveloppe protectrice.<br />
C’est dans le coeur de la fibre que<br />
le signal lumineux est envoyé.<br />
<strong>Le</strong> principe est de permettre la<br />
propagation de la lumière dans le coeur<br />
en ajustant les indices de réfraction.<br />
Dans une fibre à saut d’indice,<br />
la différence d’indice d<br />
e réfraction<br />
entre<br />
la gai<br />
ne et le coeur empêche<br />
les sr<br />
ra<br />
yons lumineu xd<br />
de s<br />
ortir<br />
de ece<br />
cel<br />
ui-ci<br />
par réflexion<br />
inter<br />
ne tot<br />
ale.<br />
La vitrocéramique est obtenue<br />
par ajout d’agent de nucléation<br />
dans un <strong>verre</strong>.<br />
Ces agents vont provoquer<br />
la formation de nanocristaux dispersés<br />
dans la matrice du <strong>verre</strong>. On obtient<br />
alors un matériau qui est à la fois<br />
vitreux et nano cristallisé.<br />
La vitrocéramique fut d’abord utilisée<br />
pour fabriquer des récipients<br />
de cuisine.<br />
Elle est aujourd’hui utilisée pour<br />
produire des plaques vitrocéramiques,<br />
des vitrages de poêles et de<br />
cheminées, des éléments de missile,<br />
des miroirs de télescopes, des implants<br />
dentaires…<br />
CHAÎNE DE<br />
FABRICATION DE<br />
VITROCÉRAMIQUE<br />
Four<br />
Laminage<br />
« Green glass »<br />
ou « <strong>verre</strong> mère »<br />
Découpe, façonnage<br />
et sérigraphie<br />
Traitement thermique<br />
de céramisation<br />
Stockage et emballage<br />
EN SAVOIR PLUS<br />
Du <strong>verre</strong> dans les CD et les DVD ?<br />
Il est possible d’obtenir des CD et des DVD<br />
réinscriptibles avec un <strong>verre</strong> à base de germanium,<br />
d’antimoine et de tellure. Grâce à une impulsion laser,<br />
ce <strong>verre</strong> peut passer d’un état amorphe à un état<br />
cristallin de manière réversible et enregistrer ainsi des<br />
informations. Par ce moyen, il est possible d’obtenir<br />
des DVD capables de stocker 25 Go au lieu des 4,9 Go<br />
actuels.<br />
EN SAVOIR PLUS<br />
Qu’est-ce que l’atténuation du signal ?<br />
Lors de la propagation de la lumièr<br />
e dans<br />
la<br />
fibre, il y a atténuation<br />
du sign<br />
al qui devient<br />
de plus en plus faible. Avec<br />
les<br />
fib<br />
res act<br />
uelles<br />
et les longueurs d’ondes uti<br />
lisées,<br />
1 % de<br />
la puis<br />
sance<br />
initial<br />
ement injectée<br />
dans la fibre<br />
est<br />
enc<br />
ore dis<br />
ponible<br />
après 100 km de propa<br />
gation,<br />
ce qui<br />
permet<br />
et<br />
tout<br />
de même une détection<br />
. Pour<br />
remédie<br />
r au pr<br />
oblème<br />
de l’atténuatiténuati<br />
on sur<br />
de très<br />
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il est<br />
nécessa<br />
ire d’utiliser des am<br />
plificat<br />
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qui von<br />
t resta<br />
urer le<br />
signal<br />
.<br />
ATTÉNUATION<br />
LE SIGNAL QUI SE PROPAGE S’AFFAIBLIT<br />
NANOCRISTA<br />
T<br />
UX AU<br />
SEIN D’UN VERRE<br />
EN SAVOIR PLUS<br />
Des vitrocéramiques d’avenir ?<br />
En<br />
utilisant des chalcogènes (soufre, sélénium,<br />
tellure), des cherche<br />
urs de Rennes ont obtenu<br />
des matériaux originaux, exempts d’oxygène<br />
dont la principale propriété est<br />
d’<br />
être transparent<br />
aux rayons infrarouges. <strong>Le</strong>s applications<br />
de ce type de vitrocéramique pourraient êt re<br />
multiples (imagerie thermique, laser infrarouge…).<br />
10<br />
LE VERRE<br />
RE<br />
S’EXPOSE<br />
E<br />
X<br />
P<br />
O S<br />
E<br />
11<br />
LE VERRE<br />
RE<br />
S’EXPOSE<br />
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12<br />
LE VERRE<br />
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S’EXPOSE<br />
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X<br />
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E<br />
LE VERRE matériau<br />
MÉDICAL ?<br />
Des implants et des biomatériaux en <strong>verre</strong><br />
et vitrocéramique sont de plus en plus utilisés<br />
dans le domaine médical pour leurs propriétés<br />
originales. Et de nombreuses recherches sont<br />
en<br />
cours pour élargir ce champ d’applications !<br />
LE VERRE matériau<br />
ARCHITECTURAL ?<br />
<strong>Le</strong> <strong>verre</strong> est de plus en plus utilisé en<br />
architecture. Ce n’est pas le fruit du hasard<br />
:<br />
il peut prendre pratiquement toutes<br />
les<br />
formes<br />
et, une fois revêtu des couches adéqua<br />
ates,<br />
il permet entre autres de gérer la lu<br />
mière<br />
transmise, d’assurer une bonne isol<br />
atio<br />
on<br />
thermique et de s’autonettoyer sa !<br />
LE VERRE matériau<br />
po<br />
ur<br />
les ARTISTES ?<br />
Lustres et <strong>verre</strong>s de dégustation en <strong>verre</strong><br />
de cristal, plats, vitraux, sculptures diverses :<br />
depuis fort longtemps les artistes ont utilisé<br />
le <strong>verre</strong> comme matière première afin de<br />
créer de véritables œuvres d’art.<br />
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EN SAVOIR PLUS<br />
© gilaxia sur iStock<br />
Des couches pour améliorer<br />
la qualité des <strong>verre</strong>s des lunettes ?<br />
<strong>Le</strong>s <strong>verre</strong>s servant à fabriquer des lunettes sont<br />
revêtus de diverses couches minces afin d’en améliorer<br />
la qualité. <strong>Le</strong> traitement antireflet, par exemple,<br />
permet<br />
une meilleure transmission de la lumière<br />
(plus de 90% de la lumière incidente traverse le <strong>verre</strong>).<br />
Ces résultats sont obtenus grâce à des procédés<br />
complexes es perm<br />
ettant le dépôt en surface de substances<br />
comme des oxydes de titane,<br />
divers fluorure<br />
s…<br />
<strong>Le</strong>sp<br />
spe<br />
ctre solaire<br />
est c<br />
onstit<br />
ué de<br />
54 %<br />
de lum<br />
ière v<br />
isible<br />
, de 4<br />
3%<br />
de rayonneme<br />
nt infraroug<br />
e<br />
et tde 3% de<br />
rayonnement<br />
ultraviolet.<br />
le<br />
En achitect architecture, il est nécessaire<br />
d’adapter les propriétés du <strong>verre</strong>.<br />
Ce résultat est obtenu par dépôt<br />
sur du <strong>verre</strong> flotté, de couches<br />
d’oxydes métalliques ou d’autres<br />
matériaux qui permettent d’en<br />
modifier les propriétés :<br />
<br />
auto nettoyantes) ;<br />
<br />
permettant de filtrer la quantité<br />
de lumière) ;<br />
<br />
aux chocs…).<br />
Des <strong>verre</strong>s à couches pour<br />
EN SAVOIR PLUS<br />
la protection contre les incendies ?<br />
Ces <strong>verre</strong>s sont constitués d’un empilement :<br />
une couche de <strong>verre</strong>, une couche de gel de silicate<br />
(1 mm d’épaisseur environ), une couche de <strong>verre</strong>…<br />
Lors d’un incendie, sous l’effet de la chaleur, le gel<br />
de silicate se transforme en mousse et assure une<br />
forte isolatio<br />
n thermique<br />
ique.<br />
EN SAVOIR PLUS<br />
Qu’est-ce que le <strong>verre</strong> de cristal ?<br />
C’est un <strong>verre</strong> à base de silice qui contient au moins 24%<br />
d’oxyde de plomb. <strong>Le</strong> point de fusion du cristal est ainsi<br />
diminué, c’est un matériau plus lumineux<br />
(par augmentation de son indice de réfraction)<br />
et plus dense ; il produit une sonorité particulière<br />
et, étant moins dur que le <strong>verre</strong>, il peut être taillé.<br />
Cependant, le plomb est un métal toxique. Des études<br />
scientifiques ont montré qu’il existe un relargage<br />
de celui-ci dans les alcools conservés longtemps<br />
dans un flacon de cristal. La<br />
cémentation, traitem<br />
ent<br />
du cristal, ou l’apparition de cristal sans plomb<br />
permettent d’éviter ce grave inconvénient.<br />
Depuis<br />
3 00 00<br />
av JC,<br />
l’ ’évolution<br />
des techniques<br />
a perm<br />
is aux<br />
artistes tes<br />
de pro<br />
duire<br />
des pièces<br />
de plus<br />
en plus complexese<br />
en variant<br />
les formes,<br />
les coul<br />
eurs…<br />
Des <strong>verre</strong><br />
eries célèbres<br />
comme celles<br />
de Mu<br />
rano<br />
près d<br />
e Veni<br />
se en Italie<br />
proposent des pièces<br />
en <strong>verre</strong><br />
particulièrement<br />
recher<br />
chées.