Histoire et Technique du verre

L'histoire du verre

 

 

 

 

Nul ne sait vraiment quand et ou le verre à vraiment été inventé.

Les hommes primitif connaissait il sa fabrication?

 

Les Origines : 3000 ans av. Jc

Les premiers verres fabriqués par l'homme sont originaires de Mésopotamie, de Syrie ou d'Egypte. Ils ne sont pas encore transparents ou translucides mais opaques, de couleur verte ou bleue.

Selon Pline (Pline l'ancien, 23-79apJC) : ce seraient des marchands phéniciens qui, faisant cuire leurs aliments sur les rives du fleuve Bélus dans des marmites supportées par des blocs de natron, auraient vu couler une substance inconnue. Mais ceci n'est qu'une légende, car l'élaboration du verre nécessite une température d'environ 1300°C

 

Le premier épanouissement : XVème siècle av. JC

Les fours permettent d’obtenir de plus hautes températures, la matière est mieux travaillée. Le verre devient translucide et se développe alors un marché d’imitation de pierres précieuses.

Les premières pièces en verre creux (vases, pots, flacons) apparaissent au même moment ; elles sont coulées.

L’émail apparaît vers 1500 av-Jc. C’est une substance vitreuse qui est constituée d'un produit incolore, le fondant, que l'on teint dans la masse grâce à l'adjonction de certains oxydes métalliques.

 

L’apparition du verre soufflé : Ier siècle av. JC

Le soufflage du verre, pour fabriquer des vases et autres récipients, a été inventé au 1er siècle av JC.

On attribue cette invention à la Syrie grâce à l’invention de la canne à souffler. De là, cette méthode passa en Italie, puis en Gaule et en Espagne.

Au même moment, on inventa le verre transparent à Sidon (Phénicie), probablement à cause de la pureté des sables de la région et de la présence de natron.

Les premières utilisations du verre pour des vitrages de bâtiments remontent à l’époque romaine, au 1er siècle après J-C (Pompéi…), mais sont restées extrêmement limitées y compris encore au Moyen-Age.

 

Le verre plat soufflé : Vème et le Xème siècle

Par la technique du verre soufflé, il était possible de fabriquer des vitrages plans, de dimensions allant jusqu’à 1 m x 1 m! L’usage de vitraux colorés s’est développé à partir du 9ème siècle. Aujourd’hui, la Verrerie Saint-Just produit encore du verre soufflé.

 

Deux techniques sont apparues conjointement :

- Le soufflage en couronne : produit dans l’Ouest de la France et en Angleterre où sa production dura jusqu’au XIXème siècle. Le verre plat ne prit son essor qu’à partir de l’invention de ce nouveau procédé. Il s’agit d’abord d’un vase soufflé à fond plat que l’on fait ensuite tourner face à l’ouverture d’un four.

- Le soufflage en manchon : produit dans l’Est et dans l’Europe centrale. C’est un cylindre de verre obtenu par l’allongement de la paraison cueillie par le verrier, puis fendu, ramolli et aplati. Ces procédés furent utilisés durant tout le Moyen Âge pour la fabrication des vitraux.

 

Le verre à vitre

L’usage du verre à vitre était connu des romains mais fut peu répandu dans l’architecture civile jusqu’au XVème siècle.

On se prémunit du vent et des intempéries par des moyens rudimentaires : volets de bois, toiles cirées, peaux ou papiers huilés qu’il valait mieux protéger de grillages. Durant le Moyen Age, il y eut une longue stagnation du verre à vitre dans les maisons où les fenêtres dont la taille diminua n'étaient presque plus vitrées

Au 17ème siècle, la fabrication du verre s’est faite par coulée sur une table, avec dimensions maximales des plaques : 1,5 m x 2 m. La Manufacture Royale des Glaces de miroirs a été créée en 1665 par Colbert, qui voulait que le verre soit fabriqué en France et non plus importé d’Italie, essentiellement de l’Ile de Murano près de Venise. La Manufacture s’installera en 1693 dans le village de Saint-Gobain dans l’Aisne, qui lui donnera son nom, conservé jusqu’à ce jour. Elle fabriquera en particulier en 1885 les 357 miroirs de la Galerie des Glaces du Château de Versailles.

L’utilisation du verre dans le bâtiment s’est développée aux 17 et 18ème siècles.

Au début du 20ème siècle, le verre était fabriqué par la technique du verre coulé et laminé : on tirait le verre à travers des rouleaux puis on le polissait, dimensions maximales : 3,5 m x 2,5 m.

En 1960 : le procédé FLOAT-GLASS a été inventé par PILKINGTON : le verre flotte au-dessus d’étain en fusion, dans le four de fabrication. C’est la technique utilisée aujourd’hui.

 

 

Composition du verre

Les composants sont les suivants :

- Un vitrifiant : la silice (sable)

- Un fondant : la soude (carbonate ou sulfate)

- Un stabilisant : la chaux (sous forme de calcaire)

- Des additifs : oxydants (alumine, magnésie…) pour améliorer les propriétés, donner une coloration…

Le tout est chauffé à 1 550 °C dans le four de fusion Pour fabriquer du verre destiné au domaine du bâtiment, on n’utilise pas de verre recyclé, mais environ 25% de verre de casse (chutes, casses en fabrication et éventuellement stocks). Pour le verre bouteille, on utilise du verre recyclé

une remarque intéressante !

Malgré sa forte viscosité, le verre conserve certaines propriétés des liquides dont notamment le caractère désordonné, mais contrairement aux liquides usuels son temps de relaxation est considérable et le verre ne peut pas "couler" aux échelles de temps humaines.

Ainsi d'après Daniel Bonn, du Laboratoire de physique statistique de l'ENS, si les vitraux des cathédrales, ou les glaces de la Galerie des Glaces au château de Versailles sont plus épaisses à la base qu'à leur sommet, c'est du fait du procédé de fabrication utilisé. Si la description du verre comme un liquide extraordinairement visqueux n'est pas complètement infondée, elle reste donc très discutable

 

 

Fabrication

 

La chaîne de fabrication est la suivante :


- Four de fusion : les composants sont fondus à une température voisine de 1 550° C, et le mélange est homogénéisé.

- Bain d’étain : le verre liquide est déversé sur de l’étain fondu à environ 1 100° C. Le verre, moins dense, flotte sur l’étain. La largeur du four est de 3,5 m

- Four de recuisson : le verre se refroidit et durcit progressivement dans le four puis à l’air libre

- Découpe : elle se fait à la température de 60° C, pour éliminer les bords qui présentent des irrégularités, et conserver une largeur de 3,21 m. La longueur standard est de 6 m. Avec ce procédé de fabrication, on obtient des épaisseurs allant de 2 et 19 mm, selon la vitesse d’étirage.

 

Schéma du procédé Float-Glass

1- Four     2- Déversoir     3- Atmosphère réductrice     4- Etain fondu

5- Feuille de verre solidifiée     6- Etenderie de recuisson     7- Toboggan de sortie

 

Les fabricants

Saint-Gobain fabrique 2 000 tonnes de verre par jour en France (700 tonnes par four x 3 fours), et possède 13 fours en Europe et 30 dans le monde. Elle compte actuellement 170 000 salariés à travers le monde. Le verre plat, utilisé dans le bâtiment (50%) et l’automobile (50%), représente 25% de sa production. Le verre creux (bouteilles et autres emballages) représente 75% de sa production. Les autres grands fabricants sont PILKINGTON en Grande-Bretagne, GLAVERBEL en Belgique, ASAHI au Japon et PPG et GUARDIAN aux USA.

 

Dimensions

La largeur des plaques après découpe des bords est de 3 210 mm, et la longueur est de 6 000 mm, sauf pour des commandes spéciales telles que le Siège Peugeot (9 m), le Pub Renault, la Maison de la radio (11 m), Roissy (8 m) … La commande minimale pour un client direct est de 26 tonnes en dimensions 6 m x 3,21 m