Le processus de fabrication du verre :des origines anciennes aux techniques modernes

Le processus de fabrication du verre remonte à 3500 avant JC, lorsque la poterie en céramique était recouverte d'une glaçure de surface en verre. Bien qu'il existe de nombreuses variantes modernes du processus de fabrication du verre à des fins industrielles et scientifiques, le verre traditionnel utilisé pour fabriquer des fenêtres, des récipients pour aliments et boissons et des formes ornementales est toujours fabriqué à partir des trois mêmes ingrédients utilisés dans les temps anciens. Il s'agit du sable, du bicarbonate de sodium à base d'alcali appelé « carbonate de sodium » et de la chaux issue du calcaire. Ces trois ingrédients principaux sont fusionnés dans un four à une température d'environ 2 500° Fahrenheit (1 371° Celsius), après quoi plusieurs ingrédients mineurs peuvent être ajoutés pour modifier la couleur ou la brillance du verre. Il est ensuite refroidi à plusieurs centaines de degrés afin de pouvoir être façonné par soufflage, pressage ou aspiration dans des tuyaux, des bols, des miroirs, des fenêtres, etc.

L'introduction du carbonate de sodium dans le processus de fabrication du verre a été découverte très tôt comme un moyen d'abaisser le point de fusion initial d'un pic d'environ 4 100° Fahrenheit (2 200° Celsius) à 2 700° Fahrenheit (1 482° Celsius). Cependant, le carbonate de sodium rend le verre quelque peu soluble dans l'eau, c'est pourquoi de la chaux issue du calcaire a été ajoutée pour éviter cela, et d'autres produits chimiques tels que l'oxyde d'aluminium remplacent désormais la chaux car ils offrent une plus grande stabilité chimique. Le verre sodocalcique représente encore 90 % de tout le verre fabriqué.

À mesure que le verre refroidit, il devient plus facile de lui donner des formes, mais il doit être continuellement réchauffé pendant le processus de fabrication du verre pour lui ajouter de la résistance et éviter de se briser. Cette procédure est connue sous le nom de recuit. Un processus de trempe supplémentaire pour renforcer le verre est également utilisé en le réchauffant puis en le refroidissant brusquement avec des jets d'air froid.

La méthode de façonnage la plus courante dans le processus de fabrication du verre dans l'Antiquité consistait à souffler de l'air dans une boule de verre en fusion au bout d'un long tuyau creux, que les Romains perfectionnaient pour fabriquer de magnifiques vases et bols. La fabrication du verre flotté, inventée en 1959 par une entreprise britannique, est la plus grande méthode de production actuelle consistant à verser du verre fondu dans une cuve avec de l'étain fondu en surface. Le verre flotte sur la boîte et se forme en feuilles extrêmement lisses qui peuvent ensuite être découpées en forme de fenêtre. La dolomite est souvent incluse dans la fabrication du verre en feuille à des niveaux inférieurs à 0,1 % pour maintenir la qualité incolore du verre. Dessiner un flux de verre fondu autour de l'intérieur d'un cylindre métallique pendant qu'il tourne et que l'air y est pompé est un autre processus de fabrication du verre fréquemment utilisé pour fabriquer une large gamme de tuyaux en verre pour les ampoules, les tubes à vide et la verrerie utilisés dans les laboratoires.

D'autres types de verre spécialisé comprennent le verre au plomb, qui contient au moins 20 % d'oxyde de plomb et est brillant lorsqu'il est coupé et facetté. Les produits en verre résistant à la chaleur utilisés dans les bols de cuisson et les ustensiles de laboratoire sont fabriqués en ajoutant 5 % d'oxyde borique ou de composés aluminosilicates. Les produits en verre coloré sont fabriqués en ajoutant des sulfures de fer pour les couleurs brunes et ambrées, du chromate de fer pour les nuances vertes et du cobalt blanc pour les nuances de bleu. Le verre soufflé naturel a une couleur rouge à orange sans nécessiter aucun additif chimique.

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