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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 />

longue<br />

s dista<br />

nces,<br />

il est<br />

nécessa<br />

ire d’utiliser des am<br />

plificat<br />

eurs<br />

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 />

RE<br />

S’EXPOSE<br />

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X<br />

P<br />

O<br />

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 />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

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<br />

<br />

<br />

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.

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