Réalisé par: (2GC2) JAMALEDDINE Asmae BOUJAADA Soukaina

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1 Réalisé par: (2GC2) JAMALEDDINE Asmae BOUJAADA Soukaina
LE VERRE Réalisé par: (2GC2) JAMALEDDINE Asmae BOUJAADA Soukaina

2 Plan Définition Historique du verre Structure du verre
Composants du verre Propriétés mécaniques du verre Propriétés physiques Les procédés de fabrication du verre Les fibres de verre Recyclage du verre

3 Définition Le verre = matériau amorphe (non-cristallin) = L’arrangement des atomes, observé par diffraction X, est aussi désordonné que dans un liquide.

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5 Historique du verre L’histoire du verre remonte à la préhistoire.
L’obsidienne = verre volcanique naturel était taillée par l’homme pour former les pointes de flèches. Les tectites = billes de verres formés par des impacts avec des météorites servaient de bijoux. Les fulgurites = petits tubes issus de la fusion du sable atteint par un éclair sont connus.

6 Flèches d’obsidienne Tectite

7 Structure du verre Le verre présente un désordre structural important.
Il n’existe aucun ordre à grande distance dans un verre. Structure du verre = « réseau » tridimensionnel, semblable à celui d’un cristal, mais dans lequel seul l’ordre à courte distance est conservé.

8 Structure de la silice cristalline ( Cristobalite)

9 Structure de la silice vitreuse

10 Composants du verre Le réseau vitreux s’accommode des variations des degrés de connexion et des angles des liaisons atomiques Il peut accepter de larges variations de composition chimiques sans règles stœchiométriques

11 Il existe plusieurs types de verres
Composants du verre Il existe plusieurs types de verres Verres Verres Verres d’oxydes métalliques de spin éléments sous Composés composés cristallisés forme cationique uniquement caractérisés par former des d’éléments l’absence d’ordre oxydes avec O métalliques magnétique à grande distance

12 Des éléments pouvant à eux seuls former un verre
Dans ce qui suit, on s’intéressera particulièrement au verres d’oxydes. Formateurs de réseau = Des éléments pouvant à eux seuls former un verre Exemple: Silicium (SiO2) Bore (B2O3) Phosphore (P2O5) Germanium (G2O2) Arsenic (As2O3)

13 Les modificateurs du réseau
= Ne peuvent pas former de verre à eux seuls Ce sont essentiellement Les alcalins Les alcalino-terreux Terres rares ( dans une moindre mesure) Leurs rôles Modificateurs Compensateurs de réseau vrais de charge

14 Soit formateurs, soit modificateurs, soit ni l’un ni l’autre
Les intermédiaires = Soit formateurs, soit modificateurs, soit ni l’un ni l’autre Exemples: L’aluminium (Al) Le fer (Fe) Le titane (Ti) Le nickel (Ni) Le zinc (Zn)

15 Propriétés mécaniques
1. L’élasticité Le verre, au-dessous de la température de la transition vitreuse, a un comportement élastique = Une éprouvette de verre soumise à un essai de traction ou de flexion, sa déformation est parfaitement réversible( Jusqu’à la rupture qui se fait brutalement)

16 Le point de départ de la rupture est souvent à la surface de l’éprouvette.
Le plan de fracture est perpendiculaire à la contrainte de tension maximale en ce point. AUCUNE manifestation de fluage plastique n’est détectable par les moyens courants d’observation. CAR Après fracture , on peut en rassemblant les fragments de l’éprouvette retrouver exactement sa forme et ses dimensions initiales.

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18 2. La dureté Principe de l’essai: on utilise le plus souvent un pénétrateur en diamant ayant la forme d’une pyramide et la dureté conventionnel est H=F/S. Où F est la charge appliquée sur le diamant; S est la surface latérale de l’empreinte;

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20 3.La résistance à la flexion du verre Un vitrage plan soumis à un effort de flexion (effet du vent par ex) a une face en compression et une face en extension. Ordres de grandeur de la contrainte de rupture: - 40 Mpa pour un vitrage courant recuit à 200 Mpa pour un vitrage trempé .

21 4.La résistance à la compression du verre
Elle n’a jamais été une limite à son utilisation. Résistance à la compression > à 1000 Mpa Pour briser un cube de verre de 1 cm d’arête, la charge nécessaire est de l’ordre de 10 tonnes.

22 Propriétés du verre Propriétés physiques Grande homogénéité
Totale isotropie Transparence totale aux rayonnements Isolation électrique.

23 Les propriétés acoustiques du verre
L’isolation acoustique dépend: des dimensions, du mode de pose, de l’étanchéité réalisée dans le chassis; Plus la masse des parois est importante, plus elles sont imperméable. N.B: contrairement à certaines idées reçues, un verre de 6 mm est plus performant qu’un vitrage isolant composés de deux verres de 4 mm, ayant une épaisseur totale de verre de 8 mm.

24 On peut accroître les performances acoustiques d’un vitrage isolant en:
associant deux verres d’épaisseurs différentes, 4 mm et 10 mm par exemple. assemblant des produits spécialement conçus pour cet usage tels certains feuilletés présentant un intercalaire souple.

25 Le comportement électrique du verre
A basse température, le verre est isolant. Lorsqu'on le chauffe suffisamment, il devient conducteur d'électricité. C'est également un bon diélectrique et il résiste bien aux forts champs électriques.

26 Les caractéristiques photométriques du verre

27 Les facteurs de transmission, de réflexion et d’absorption sont les rapports des flux transmis, réfléchis ou absorbés au flux incident. Pour une incidence donnée, ces rapports dépendent de la couleur du vitrage, de son épaisseur, et de la nature de la couche éventuelle. Quand on retourne le vitrage vis à vis du rayonnement incident la transmission est inchangée. La réflexion et l’absorption peuvent être différentes notamment dans le cas de vitrage revêtu d’une couche.

28 Le comportement thermique du verre
la chaleur spécifique qui mesure la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d'une masse unité du matériau de 1 degré centigrade (pour le verre à vitre : 0,8 J/g/K). la conductibilité thermique (on dit aussi conductivité) qui caractérise le rapport entre le flux thermique par unité de surface et le gradient de température (1,15 W/m/K).

29 le coefficient de dilatation qui est le rapport ramené à une longueur unité entre l'allongement et l'élévation de température ( K-1 pour un verre sodocalcique ; K-1 pour un borosilicate). On peut également mentionner la résistance au choc thermique : c'est la plus grande différence de température à laquelle le matériau peut être soumis sans casser (un borosilicate (Pyrex) est moins sensible qu'un verre sodocalcique).

30 les procédés de fabrication du verre
Elle varie selon: Le type de verrier (verre creux ou verre plat) La qualité que l’on souhaite produire

31 Fibre de verre propriétés
elle permet des réductions de poids tout en améliorant les performances et à un prix compétitif. Les principales utilisations de la fibre sont: les bâtiments et les infrastructures (29 %) ; les transports (25 %) ; l'électricité et l'électronique (16 %) ; les sports et loisirs (14 %) ; les équipements industriels (11 %).

32 Matières premières

33 Procédés de fabrication
Affinage à 1 500 °C Filage par étirement  Ensimage Finition Séchage

34 Usage En renforcement:
Dans 9 cas sur 10, la fibre de verre est utilisée comme armature dans des matériaux composites à résine généralement thermodurcissables, polyester, vinylester ou encore époxy (« fibre de verre époxy », GRE). Comme pour le béton armé, les deux matériaux se complètent, compensant les faiblesses de l'autre. Les fibres apportent la résistance en traction alors que la matrice leur permet de supporter des charges de compression.

35 En isolation: Depuis la montée en puissance des politiques d'économie énergétique, la fibre, par ses qualités d'isolation, est un partenaire obligé. Pour ce cas de figure, la fabrication est menée par encollage des fibres par une résine synthétique. Le produit fini aura la forme de panneaux rigides ou de matelas souples pour protéger murs et plafonds, ou encore la forme de coquilles pour isoler les tuyaux.

36 Recyclage du verre Verre récupéré Trié nettoyé
Broyé à l’état de calcin Cheminé vers une verrerie