Même si nous considérons le verre comme l’un des matériaux de construction les plus courants pour divers ustensiles de cuisine, les fenêtres, une grande variété de petits objets décoratifs et une partie importante des communications informatiques modernes, son utilisation initiale par nos premiers ancêtres en a fait l’un des objets les plus recherchés et les plus précieux du monde entier. Dans ces temps préhistoriques, le verre formé naturellement (obsidienne volcanique) était utilisé comme une arme tranchante, un outil utile, et il avait une grande valeur.

Les premières preuves archéologiques de la fabrication du verre proviennent des régions de l’Égypte ancienne et de la Mésopotamie. À cette époque, les seuls produits en verre qui étaient fabriqués étaient créés soit par le vitrage d’objets préfabriqués, soit par des perles formées accidentellement dans d’autres procédés de travail du métal. À la fin de l’âge du bronze, le processus de fabrication du verre a évolué vers une profession plus organisée, avec des usines qui coulent du verre fondu dans des récipients préfabriqués. Ce processus était lent, peu fiable et n’a pas permis au verre de se banaliser. Le tournant dans l’histoire de la fabrication du verre a eu lieu au 1er siècle avant J.-C. lorsque des ouvriers syriens et palestiniens ont découvert l’art du soufflage du verre. Cette invention a considérablement changé toute l’industrie de la fabrication du verre, la transformant en un matériau bon marché et facile à produire. La conquête de la Judée par les Romains en 63 av. J.-C. a permis à cette technique de fabrication du verre de se répandre dans les territoires de l’ancien empire romain, et finalement dans toute l’Europe et le monde. Les Romains préféraient tellement le verre qu’ils l’utilisaient non seulement pour la fabrication de récipients et de bijoux, mais aussi à des fins architecturales (généralement après 100 après J.-C., lorsque les ouvriers d’Alexandrie ont découvert le secret de la fabrication du verre transparent).

La production de verre à l’époque moderne n’a pas beaucoup changé depuis sa découverte dans les régions anciennes de Perse et d’Égypte – le sable (qui se compose de silice, de soude et de chaux) est chauffé à des températures extrêmes, puis on le laisse refroidir et prendre presque n’importe quelle forme en le soufflant ou en le versant dans des moules prédéfinis. Ce processus extrêmement simple peut également être enrichi d’additifs, qui peuvent donner au verre toutes les couleurs ou opacités imaginables, améliorer la qualité, la durabilité et d’autres propriétés. Même si ce procédé peut paraître simple, il exige beaucoup de précision car pour créer un récipient de fenêtre en verre parfait, il faut maintenir soigneusement des températures à chaque point du cycle de fabrication.

La production moderne de verre est réalisée à l’aide de plusieurs techniques :

Récipients en verre – Dans lesquels le verre est soigneusement fabriqué en trois étapes différentes (fusion des matières premières, coulage ou soufflage du verre dans des moules à récipients et refroidissement avec des touches finales pour la qualité)

Procédés de flottage du verre – Dans lesquels le verre est déposé à la surface d’un métal en fusion (étain ou plomb). Ce procédé est utilisé pour créer des fenêtres plates.

Soufflage manuel du verre – Utilisé principalement pour la création d’objets d’art et de récipients en verre personnalisés.

Après sa fabrication, chaque produit en verre peut être traité par revêtement, traitement thermique, gravure ou toute autre forme de décoration.

Verre flotté

Le verre flotté, communément appelé verre plat, est fabriqué en faisant flotter du verre fondu sur un lit d’étain fondu. Le verre fondu se répand sur la surface du métal et produit une feuille de verre de haute qualité et de niveau constant qui est ensuite découpée aux dimensions requises. Cette méthode donne au verre une épaisseur uniforme et une surface très plane. Le verre ainsi fabriqué est dépourvu d’ondes ou de distorsions. Cette technique permet de produire du verre en continu, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Il s’agit donc d’un fleuve de verre qui sort du four avant d’être refroidi au fur et à mesure de son parcours d’environ 300 mètres et qui est ensuite découpé en très grandes feuilles, qui mesurent le plus souvent 3,21×2,25 mètres. Le processus de production du verre flotté peut être divisé en cinq étapes universelles :

1. le dosage des matières premières :

Les principaux composants, comprenant le sable siliceux, l’oxyde de calcium, la soude et le magnésium, sont pesés et mélangés en lots auxquels on ajoute du verre recyclé (calcin). L’utilisation du calcin permet de réduire la consommation d’énergie. Les matériaux sont testés et stockés pour être mélangés plus tard sous contrôle informatique.

La clarté supérieure est le résultat de la pureté des matières premières, de la précision de la composition et du respect strict de normes de qualité élevées dans le processus de fabrication.

2. la fusion des matières premières dans le four

Les matières premières dosées passent d’un silo de mélange à un four à cinq chambres où elles sont fondues. Les températures dans le four peuvent atteindre 1 600 °C.

Aspiration du verre fondu sur le bain d’étain :

Le verre fondu est ensuite « flotté » sur un bain d’étain fondu à une température d’environ 1000°C. Il forme un « ruban » qui mesure normalement entre 5 et 6 mm. En étirant le verre de manière appropriée à travers un processus complexe impliquant des machines à rouleaux supérieurs, il est possible d’obtenir une épaisseur de ruban comprise entre 1,9 mm et 19 mm. Le verre, qui est très visqueux, et l’étain, qui est très fluide, ne se mélangent pas et la surface de contact entre ces deux matériaux est parfaitement plane, ce qui donne le terme de verre « plat » au produit final.

4. Refroidissement du verre fondu dans le four de recuisson :

A la sortie du bain d’étain en fusion, le verre – maintenant à une température de 600°C – s’est suffisamment refroidi pour passer dans une chambre de recuit appelée lehr. Le verre est maintenant suffisamment dur pour passer sur des rouleaux et est recuit, ce qui modifie les contraintes internes, permettant de le couper et de le travailler de manière prévisible et assurant la planéité du verre. Comme les deux surfaces sont finies au feu, elles ne nécessitent ni meulage ni polissage.

5. Contrôles de qualité, découpe automatique et stockage :

Après refroidissement, le verre est soumis à des contrôles de qualité rigoureux. Il est ensuite découpé en feuilles de dimensions variables jusqu’à un maximum de 6000 mm x 3660 mm qui sont, à leur tour, automatiquement empilées, stockées et prêtes pour le transport.

Applications

1.            Le verre flotté est utilisé pour le vitrage partout où une transparence totale est requise dans les bâtiments.

2.            Il est utilisé comme matériau de base pour le verre de sécurité, le verre réfléchissant et le verre autonettoyant, entre autres.

Il peut être utilisé dans la mécanique de précision, notamment lorsqu’une planéité extrême de la surface est requise. Par exemple, pour les affichages visuels.