CHAPITRE 2 – PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES
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Ainsi protégée par le polymère, elle peut être intercalée entre deux autres
feuilles de verre pour créer un pare-brise feuilleté, sans risque d’affaiblissement lors des manipulations.
En gobeleterie enfin, les procédés de formage pressage comprennent
une opération de « rebrûlage » qui consiste à régénérer la surface en
refondant au chalumeau le bord des articles.
5.4.3. Renforcement
On a ressenti l’intérêt du renforcement dès que les premiers objets en
verre ont été créés, mais le besoin réellement impératif n’en est venu
qu’avec le développement des moyens de transport modernes.
Les casses par choc thermique dans les dispositifs d’éclairage et de
signalisation des chemins de fer ont suscité la mise au point des premiers
verres à coefficient de dilatation réduit.
Les blessures occasionnées par les premiers accidents automobiles
inspirèrent en 1909 l’invention du verre feuilleté par E. Bénédictus. Quelques années plus tard, Saint-Gobain breveta le procédé de la trempe
thermique par jets d’air [100]. Lorsqu’une feuille de verre convenablement trempée est rompue, sa fragmentation se compose de morceaux
ayant la forme de petits dés aux arêtes non coupantes, alors que la fracture du verre recuit produit des fragments aux bords très acérés.
Les propriétés étonnantes conférées au verre par un refroidissement
brutal étaient connues depuis le XVII
e siècle avec les expériences des
« larmes bataviques » du Prince Rupert. On savait qu’une goutte de verre
fondu tombant dans l’eau acquiert une très grande résistance mécanique
en se solidifiant. Les couches superficielles en se refroidissant se figent et
forment une coque solide contenant une matière visqueuse encore
chaude. Malgré le gradient radial de température, la contraction de la
coque figée s’effectue sans grande contrainte temporaire, car le coefficient
de dilatation du cœur encore liquide est trois fois plus élevé que celui de
la coque solide. Plus tard, lorsque le cœur se fige à son tour, il exerce en
se contractant une forte compression circonférentielle sur la coque. Il faut
alors appliquer de très grands efforts pour parvenir à surmonter cette
compression et créer une extension suffisante déclenchant la fracture, à
partir d’une microfissure superficielle. Lorsque la fracture se produit, la
matière est totalement pulvérisée par la fragmentation.
Industriellement, la trempe thermique est appliquée aux feuilles de
verre d’épaisseurs comprises entre 2 et 20 mm, à l’aide de jets d’air
(Fig. 2.35). La figure 2.36 schématise la genèse des températures et des
contraintes dans l’épaisseur d’une feuille subissant la trempe thermique.
Le choix de la température initiale T 0 est important. La viscosité à T 0 doit être
assez basse pour que les contraintes thermiques se relâchent rapidement,
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Ainsi protégée par le polymère, elle peut être intercalée entre deux autres
feuilles de verre pour créer un pare-brise feuilleté, sans risque d’affaiblissement lors des manipulations.
En gobeleterie enfin, les procédés de formage pressage comprennent
une opération de « rebrûlage » qui consiste à régénérer la surface en
refondant au chalumeau le bord des articles.
5.4.3. Renforcement
On a ressenti l’intérêt du renforcement dès que les premiers objets en
verre ont été créés, mais le besoin réellement impératif n’en est venu
qu’avec le développement des moyens de transport modernes.
Les casses par choc thermique dans les dispositifs d’éclairage et de
signalisation des chemins de fer ont suscité la mise au point des premiers
verres à coefficient de dilatation réduit.
Les blessures occasionnées par les premiers accidents automobiles
inspirèrent en 1909 l’invention du verre feuilleté par E. Bénédictus. Quelques années plus tard, Saint-Gobain breveta le procédé de la trempe
thermique par jets d’air [100]. Lorsqu’une feuille de verre convenablement trempée est rompue, sa fragmentation se compose de morceaux
ayant la forme de petits dés aux arêtes non coupantes, alors que la fracture du verre recuit produit des fragments aux bords très acérés.
Les propriétés étonnantes conférées au verre par un refroidissement
brutal étaient connues depuis le XVII
e siècle avec les expériences des
« larmes bataviques » du Prince Rupert. On savait qu’une goutte de verre
fondu tombant dans l’eau acquiert une très grande résistance mécanique
en se solidifiant. Les couches superficielles en se refroidissant se figent et
forment une coque solide contenant une matière visqueuse encore
chaude. Malgré le gradient radial de température, la contraction de la
coque figée s’effectue sans grande contrainte temporaire, car le coefficient
de dilatation du cœur encore liquide est trois fois plus élevé que celui de
la coque solide. Plus tard, lorsque le cœur se fige à son tour, il exerce en
se contractant une forte compression circonférentielle sur la coque. Il faut
alors appliquer de très grands efforts pour parvenir à surmonter cette
compression et créer une extension suffisante déclenchant la fracture, à
partir d’une microfissure superficielle. Lorsque la fracture se produit, la
matière est totalement pulvérisée par la fragmentation.
Industriellement, la trempe thermique est appliquée aux feuilles de
verre d’épaisseurs comprises entre 2 et 20 mm, à l’aide de jets d’air
(Fig. 2.35). La figure 2.36 schématise la genèse des températures et des
contraintes dans l’épaisseur d’une feuille subissant la trempe thermique.
Le choix de la température initiale T 0 est important. La viscosité à T 0 doit être
assez basse pour que les contraintes thermiques se relâchent rapidement,