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Les propriétés du verre

Le verre possède moult propriétés à la fois physiques, thermiques et chimiques qui lui confèrent toutes ces caractéristiques, que cela soit sa transparence, sa résistance, sa dureté, entre autres. L’origine de toutes ces qualités, certainement des composants tels que le silice, les colorants ou les oxydes. Petit focus sur les propriétés du verre…

Les propriétés du verre


Par Christelle YANEZ

Les propriétés physiques du verre

Physiques, thermiques et chimiques, les caractéristiques du verre sont variées tout autant que leurs composants. Le verre possède moult propriétés physiques qui font de ce matériau un élément de choix dans la construction et le bâtiment. Sa première propriété est bien entendu sa transparence. Le verre est également réputé pour sa dureté à tel point que pour faire des rayures, il faut utiliser des diamants. Le verre le plus dur connu est le verre de Bohème, quant au plus tendre, c’est le beau cristal. Cette matière minérale est aussi connue pour sa densité, très variable selon les besoins. Le verre est aussi un matériau résistant car il résiste aux différents chocs. A titre indicatif, sachez qu’il faut une pression équivalent à 10 tonnes pour casser un centimètre de cube de verre ! Comme le bois, le verre a la grande propriété d’être imputrescible et d’être imperméable.

Les propriétés thermiques du verre

Côté propriétés thermiques, le verre n’est pas non plus en reste. Le verre dispose d’un faible coefficient de dilatation, ce qui est très positif car dans le cas contraire, il se casserait à cause du changement de températures brutal. Pour cela, il sert d’isolant thermique, notamment avec l’usage des fibres de verre. Le verre est également un mauvais conducteur d’où son utilisation dans le rôle d’isolant électrique mais aussi acoustique. Par ailleurs, le verre est ignifuge.

Les propriétés chimiques du verre

Le verre possède également différentes propriétés chimiques et se transforme au contact de l’eau, l’air, la lumière et les acides. L’eau se dépose sur les silicates du verre qui se décomposent et forment un dépôt faisant perdre au verre sa légendaire transparence. Les mêmes silicates du verre entrant en contact avec l’acide carbonique de l’air se transforment en dépôt à la surface du verre lui conférant une teinte virant au blanc. Au contact de la lumière, quelques verres prennent des couleurs ou en perdent, notamment en raison des ultraviolets. Au contact d’acides, la silice du verre se décompose. Parmi les acides très actifs, l’acide fluorhydrique ayant la capacité de graver le verre plaqué. D’autres acides sont même capables de former du verre juste en les faisant entrer en contact avec de l’oxygène ; C’est le cas du bore et du silicium d’où leur deuxième appellation d’oxydes formateurs car ils forment l’enveloppe du verre. Ces derniers sont mixés avec des agents dits modificateurs tels que les fondants faisant baisser la température lors de la fusion. Il y a également les stabilisants transformant les propriétés physiques du verre en y ajoutant un fondant.

Les oxydes formateurs

Dans cette autre famille, la silice, connu SiO², composant principal du verre et élément formateur principal. En augmentant la quantité de silice, on augmente la dureté du verre. La fusion optimale est atteinte à partir de 1730°C. La fabrication se fait avec du sable dont la grande majorité est de haute qualité, les sables quartzeux. A savoir également, plus la quantité de silice est élevée, plus le coefficient de dilatation est faible et ainsi le verre est résistant. Autre oxyde formateur, l’anhydride borique , connu sous le nom de bore, servant à abaisser le coefficient de dilatation et est très apprécié pour sa résistance aux chocs thermiques. La fusion de cet oxyde est optimal dès lors que les 2300°C sont atteints. Dans la famille des oxydes formateurs, l’anhydride phosphorique servant à la fabrication des éléments d’optique.

Les oxydes modificateurs

Dans cette famille d’oxydes, les fondants  (ou oxydes alcalins) en première ligne. Lors de la fusion de la silice, l’ajout de fondants permet d’abaisser la température, la faisant passer de 1700° à 1400°C. Plusieurs fondants peuvent être utilisés pour un même verre. Par exemple, la soude et la chaux pour le verre sodo-calcique) ou la soude et le plomb pour le cristal. Autre oxyde modificateur important, l’oxyde de sodium permettant d’augmenter l’éclat du verre, sa résistance et son coefficient de dilatation. L’oxyde de potassium abaisse également le point de fusion, augmente l’éclat du verre et donne un aspect poli au verre. L’oxyde de magnésium est surtout utilisé pour le verre flotté, le verre dédié au vitrage entre autres. Lui aussi abaisse la température et augmente la résistance.

Les stabilisants

Les stabilisants sont aussi appelés aussi oxydes alcalino-terreux. Parmi eux, l’oxyde de  calcium prenant la forme de chaux, le stabilisant le plus utilisé ou de dolomie. Ce stabilisant  a la fonction d’augmenter la résistance chimique du verre et son éclat. L’abus de cet oxydant peut provoquer une dévitrification. L’oxyde de zinc augmente l’éclat et l’élasticité du verre. Autre stabilisant, l’oxyde de fer que l’on trouve dans les roches naturelles. L’oxyde de plomb permet d’aider à la fabrication du cristal, donne un plus grand éclat au verre, abaisse également le point de fusion en jouant sur sa composition.

Par Christelle YANEZ

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