Verre dans nos vies

Le verre est omniprésent dans nos vies. On l’identifie dans de nombreux objets ; parfois aussi sa présence est si discrète qu’on ne s’en doute pas. Le verre est la seule matière minérale solide qui conserve ses propriétés transparentes, quelles que soient ses dimensions et ses formes. Transparent, dur (seul le diamant peut le rayer), résistant à la cassure, imputrescible, imperméable, ininflammable et incombustible : le verre est un matériau idéal pour nombre d’usages, et on n’a certainement pas fini d’en découvrir.

Verre à boire

Le mot verre désigne bien sûr la matière, mais aussi un récipient utilisé pour boire, ou encore le contenu de ce récipient ! De quoi se noyer dans un verre d’eau. Ce n’est que depuis le XIXe siècle que se répand l’usage de contenant en verre, à table ou pour la conservation de denrées. Le gobelet est un verre sans pied. La petite histoire prétend que les verres à pied ont été créés pour empêcher celui qui le tend d’y verser un poison, puisque l’usage veut qu’on le tienne par la tige : on voit ainsi clairement le ballon, et la main qui sert ne s’en approche jamais. Les gourmets assurent cependant que le verre à pied existe afin d’apprécier un vin à la température idéale.

Formes, contenance et usage pour un contenu déterminé : les verres à boire sont multiples.

Lunettes de vue

A l’évidence, une paire de lunettes est constituée d’une monture qui fixe des verres correcteurs (lentilles convergentes pour les presbytes et hypermétropes, ou divergentes pour les myopes).

Les moines du Moyen Age utilisaient une « pierre de lecture », une loupe grossissante faite de cristal de roche. C’est Alhazen, physicien né à Bassora en Irak actuel, qui a posé les fondements de l’optique vers l’an mil. A Venise, au XIIIe siècle, on porte des besicles (lunettes sans branches qui pincent le nez). Le besoin de lunettes croit avec l’invention de l’imprimerie et les premières lunettes à monture apparaissent à Paris au XVIIIe siècle.

Jusqu’au XIXe siècle, on a porté des verres ronds ; les verres ovales, plus petits et de meilleure qualité apparaissent alors. C’est aussi à cette époque qu’on invente, en Angleterre, les lunettes à double foyer.

La mode ne s’empare de ce domaine qu’au milieu des années 1950. Le marché de l’optique actuel est florissant, avec les verres durcis, amincis, traités antireflets, antisalissure, antibuée…

Matériaux organiques, nos verres de lunettes actuels ne sont plus constitués d’une base de silice. Des lunettes proposent aujourd’hui une vision de réalité augmentée, ou disposent d’une caméra intégrée.

Miroir

Pour qu’un miroir reflète l’image la plus fidèle – que l’onde incidente soit toute entière réfléchie dans la bonne direction, il doit présenter une surface parfaitement polie : une plaque de verre protège donc de l’oxydation la fine couche métallique du miroir.

Les premiers miroirs étaient des morceaux de pierre polie, puis de métal. Pour prévenir l’oxydation du métal, on a imaginé le protéger d’un verre. Le métal a ensuite été remplacé par un alliage d’étain et de mercure.

Dans le conte des frères Grimm Blanche-Neige, le miroir de la reine est incapable de mentir : il est symbole de vérité ; c’est lui qui apprend à la reine que Blanche-Neige vit encore et que sa beauté surpasse tout.

Lewis Carroll a écrit une suite aux Aventures d’Alice au pays des merveilles intitulée De l’autre côté du miroir, où le miroir est associé à une porte qui conduit dans un autre univers. Alice passe de l’autre côté du miroir de son salon ; le monde y est comme inversé : il faut courir très vite pour demeurer sur place, s’éloigner pour parvenir à un objet ; le temps est aussi bouleversé.

Ampoule électrique

L’enveloppe de l’ampoule électrique - de tout le système produisant la lumière à partir d’énergie, filament, fils conducteurs,…- est faite en verre. Sans ce verre, le filament chauffé serait en contact avec l’oxygène et brûlerait instantanément : le verre permet d’isoler le dispositif.

Ingénieur prolifique, inventeur génial et industriel, Thomas Edison (1847-1931) découvre comment enfermer un filament dans une ampoule de verre hermétique vidée de son air : il produit de la lumière électrique ! Il dépose le brevet de son invention en 1879.

Thomas Edison est aussi l’inventeur de la chaise électrique !

Fenêtres

Les vitrages actuels sont en « float glass » : la matière première liquide est déversée du four sur un bain d’étain fondu, à la surface lequel il flotte. Le verre ainsi obtenu est extrêmement lisse et parfaitement plat.

Avant l’usage du verre, les fenêtres étaient fermées par du parchemin, de la toile huilée, du mica (un minéral) ; elles étaient alors translucides. Des volets de bois ou des bottes de foin ont aussi servi à obstruer les ouvertures des habitations.

Aquarium

Lors de la création d’un aquarium, un calcul très précis du volume doit être effectué pour déterminer l’épaisseur du verre constituant les parois du réservoir. L’eau exerce en effet des contraintes continues sur le verre ; cette contrainte augmente avec la profondeur ; la face extérieure doit aussi résister à toute lésion pour ne pas entraîner la rupture de la plaque entière. Le verre doit donc être suffisamment épais et rigide.

Rétroviseur

Miroir fixé à un véhicule, le rétroviseur permet au conducteur de voir ce qui se passe derrière lui. On estime que c’est Ray Harroun qui, lors de la course des 500 miles d’Indianapolis de 1911, a le premier bénéficié d’un rétroviseur ; le pilote a remporté la compétition. Le système a ensuite été breveté aux Etats-Unis.

Billes de verre

Les billes à jouer sont de petites sphères de verre pleines. Leur centre est décoré par une ou plusieurs bandes colorées que l’on voit par transparence. Il existe aussi des billes de verre opaques. Elles peuvent être fabriquées de manière industrielle : à la sortie du four une cisaille coupe le flot de masse en fusion de plusieurs couleurs mêlées ; ces petits segments tombent dans des cylindres en mouvement qui les façonnent et les empêchent de coller jusqu’à leur refroidissement. Les billes plus complexes sont faites de manière artisanale.

Les billes portent des noms différents en fonction de leur décor et surtout de leur taille, qui peut varier de 1.5 à 7 cm de diamètre. Ces noms varient selon les pays. La grosse bille, le boulard, est cependant indispensable dans une collection, même s’il est moins utilisé pour le jeu.

Le jeu de billes est répertorié à l’inventaire du patrimoine culturel immatériel de France depuis 2012. Chaque pays, ou même chaque région connaît ses propres règles. La pichenette, le pointage, la pince ou le pot sont cependant largement répandus.

A Fribourg, on joue aux poletz, non pas aux billes. Il s’agit d’une expression Bolze, le dialecte parlé dans la Basse-Ville, pittoresque mélange de suisse-allemand et de français.

Kaléidoscope

Le kaléidoscope est un appareil formé d’un tube contenant plusieurs miroirs dont la disposition permet à des fragments de verre colorés placés dans le tube d’y produire des dessins variés lorsqu’ils sont mis en mouvement. Les figures varient à chaque déplacement d’un élément du système. L’instrument reflète ainsi à l’infini et en couleurs la lumière de l’extérieur qui entre par le côté opposé à l’observateur. Le kaléidoscope peut se présenter sous forme de jouet à tenir en main, comme d’installation de grand format.

C’est le physicien écossais David Brewster qui, en 1816, invente le kaléidoscope en effectuant des expériences sur la polarisation de la lumière. On parle alors de « joujou scientifique ». D’un nombre déterminé d’éléments placés dans un espace clos, le kaléidoscope ouvre à un nombre infini ou indéfini de combinaisons : Il symbolise l’acte de création, et inspire écrivains et philosophes.

En grec, kalos signifie beau, eidos aspect, et skopein regarder. Le kaléidoscope créé de belles images à regarder ! On prétend parfois que les formes géométriques ont un effet apaisant sur celui qui les regarde. Au sens figuré, on parle de kaléidoscope lors d’une succession rapide de sensations ou d’impressions variées. Le terme est donc largement utilisé pour nommer des entreprises de création, des listes ou comme titre de chanson !

Télescope

Le télescope est un instrument d’optique pour l’observation astronomique. L’image s’y forme par réfraction (réflexion) à travers une lentille taillée dans le verre (ou une combinaison de lentilles).

Le télescope permet de suivre des objets éloignés se déplaçant lentement. En complément de l’objectif, le télescope comprend un oculaire, sorte de loupe perfectionnée. Le premier télescope est conçu en Hollande en 1608. La lunette d’approche aurait déjà été utilisée vers 1590.

Microscope

Instrument permettant d’observer des objets invisibles à l’œil nu, le microscope est formé d’un tube muni d’un système de lentilles donnant l’image de l’élément éclairé par transparence. L’objectif et l’oculaire d’un microscope sont des verres optiques de grande qualité.

Au XVIe siècle, un fabricant de lunettes hollandais a créé le premier microscope en superposant deux verres de lunettes de l’époque dans des tubes coulissants. C’est grâce au microscope que Pasteur a observé les microbes responsables des maladies contagieuses, et que Flemming a découvert le premier antibiotique.

Téléphone portable

Celui qui a déjà laissé violemment tomber son téléphone portable l’a expérimenté : l’écran est constitué de verre, d’une légère coloration bleue. Le verre est le constituant de la plaque du moniteur de tous les écrans tactiles, quelle que soit la technologie utilisée.

Bijou

Fusing, verre filé à la flamme, verre de Murano, verre thermoformé, émaillé, sablé, verre coulé, soufflé : le verre se décline sous toutes les formes pour devenir perles, colliers, bracelets, bagues, pendentifs, boucles ou pendants d'oreilles.

Panneau solaire

Un panneau solaire est une structure intégrant des cellules photovoltaïques dans une couverture en verre, généralement du verre trempé. Le verre protège le système contre les conditions atmosphériques agressives, et assure une transmission de lumière optimale. Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui, exposé à la lumière, produit de l’électricité grâce à l’effet photovoltaïque (wikipedia).

Thermomètre

Appareil servant à mesurer et à afficher la valeur de la température, le thermomètre fonctionne au moyen de la dilatation – ou de la contraction – d’une substance contenue dans un tube en verre gradué.

Il est utilisé dans les domaines de la médecine, de la météorologie, de la cuisine, dans l’industrie,…

Le thermomètre a été développé aux XVIe et XVIIe siècles. C’est Galilée qui, le premier, a noté que l’air se dilatait ou se contractait selon la température. Quelques années plus tard sont apparus les thermomètres à dilatation de liquide, d’eau, d’alcool puis de mercure. Ce dernier étant un élément toxique, il est aujourd’hui remplacé par des liquides organiques.

Œil de verre

Une maladie, un traumatisme tel une perforation, une brûlure par un produit chimique ou une inflammation chronique peuvent contraindre à retirer entièrement ou partiellement un œil. Une prothèse oculaire – un « œil de verre » - comble alors l’orbite vide et assure esthétisme et confort.

C’est un oculariste, un souffleur de verre aux connaissances poussées en anatomie, qui réalise à la main et sur mesure ce travail de précision : il reproduit la forme et la teinte du blanc de l’œil, les vaisseaux sanguins et la couleur de l’iris. La prothèse est adaptée au muscle de l’orbite. Les larmes et la poussière la corrodent.

On connaît des yeux en pierres précieuses placés sur les défunts de l’Egypte ancienne. Avec Amboise Paré au XVIe siècle apparaissent les premières prothèses, coûteuses et pesantes. Vers 1600, Shakespeare fait dire à son Roi Lear « Trouve-toi des yeux de verre ».

Aujourd’hui, on fabrique aussi des prothèses en polymère.

Récipients pour la chimie

Chimistes et biologistes se servent, dans les laboratoires, de nombreux récipients, instruments et équipements en verre pour des expériences. On parle de « verrerie de laboratoire ». Le verre doit résister à la chaleur, aux chocs, à la nature agressive des produits, à des rayonnements,… Le verre est l’un des matériaux qui répond le mieux à ces critères. Le verre ordinaire (sodocalcique) est utilisé pour de nombreux instruments ; le verre borosilicaté supporte de plus hautes températures et résiste mieux aux chocs thermiques et mécaniques ; il est utilisé pour des montages expérimentaux. La verrerie de laboratoire peut même être faite de polymères ou de de matières plastiques, et toujours se nommer verrerie. Les grands laboratoires expérimentaux disposent de leur propre souffleur de verre, qui conçoit et créé les objets dont les scientifiques ont besoin.

Compte-gouttes, pipette, bécher, coupelle, capsule, cristallisoir, entonnoir, erlenmeyer, flacon-pilulier, tube à essais, verre à expériences, fiole, ballon, ampoule, burette, bouchon, boîte de Petri, cornue, dessiccateur, manchon : les usages du verre en officine sont infinis.

Fibre de verre

Il s’agit d’un filament de verre produit par étirage de verre fondu. La fibre de verre est légère, résistante aux chocs, isolante et inerte chimiquement ; elle a la capacité de transmettre la lumière. Elle est surtout utilisée pour le renforcement de béton ou de polymère, mais elle a de nombreuses autres applications dans la vie courante : isolation (laine de verre), optique (endoscopie, télécommunications), transports (avions, TGV, pare-chocs), électricité et électronique, sports (skis, perches d’athlétisme).

De consistance laineuse, la laine de verre est obtenue par agglomération de fibres de verre. Elle possède d’exceptionnelles caractéristiques d’isolation – thermique et phonique ; elle résiste au feu, et est donc utilisée pour la protection contre l’incendie. L’entreprise Isover de Lucens (du groupe Saint-Gobain) produit chaque année plus de 30'000 tonnes de laine de verre, ce qui en fait le leader de cette matière.

On parvient à fabriquer de véritables tissus en fibrilles de verre. Les premiers sont présentés lors de l’Exposition des Produits de l’Industrie française de 1844 !

Fibre optique

Une fibre optique est un fil dont le conducteur central (l’ « âme » de la fibre) est composé de verre ou de plastique dans lequel les ondes optiques peuvent se propager : il conduit la lumière. Ce conducteur est enserré dans une gaine protectrice. Le signal lumineux est codé par la variation d’intensité. La fibre optique est surtout utilisée pour la transmission de données numériques. Son débit d’informations est très rapide. Elle peut donc transmettre une énorme quantité d’informations sur de très longues distances. L’usage de la fibre optique dans les télécommunications offre un débit très rapide ; il est insensible aux perturbations électromagnétiques, et extrêmement stable.

Le principe de la fibre optique date du début du XXe siècle. En 1950, le fibroscope transporte des images le long de fibres de verre. En 1970 l’entreprise américaine Corning Glass Works l’utilise pour les télécommunications, révolutionnant ainsi le domaine. Dès 1977, le centre de Chicago était nanti d’un système de communication téléphonique optique.

La fibre optique est également utilisée pour l’imagerie médicale, pour l’éclairage et pour les capteurs thermiques.

Verre dans l'espace

Le verre fait partie des principaux matériaux utilisés en aérospatiale. Les glaces de cockpits pour avions et hélicoptères (Saint-Gobain est le fournisseur de l’Airbus A380 et A350) ont pour fonction de protéger pilote et passagers, tout en ayant une forme aussi aérodynamique que possible, et permettant une vue aussi large que possible.

Le verre est aussi utilisé pour certaines pièces devant résister au feu (fibres), ainsi que pour les boîtiers des instruments de mesure.

Verre blindé

Le verre blindé est un assemblage de feuilles de verre, liées entre elles par des films intercalaires. On le nomme aussi verre feuilleté.

Le verre blindé est prévu pour résister au vandalisme, aux effractions, à l’impact de tirs, à des déflagrations. Généralement, le verre ne résiste pas à la proximité directe d’une explosion ; le verre blindé réagit cependant à une telle déflagration sans voler en éclats, ce qui évite des blessures.

PanzerGlass

Le PanzerGlass est une marque déposée de film de protection d’écran en verre spécialement durci, ultra-clair, résistant aux rayures, très mince et doté d’un revêtement oléophobe (qui repousse l’huile et les graisses), qui prévient les traces de doigts.

Plexiglas

Le plexiglas (méthacrylate de méthyle) est une matière plastique polymérique, dure, transparente et incassable. Il peut être moulé dans de nombreux coloris et formes. On le nomme parfois verre synthétique ou verre plexi. C’est un chimiste allemand qui le découvre en 1902 ; l’appellation Plexiglas est déposée en 1933.

On l’utilise parfois en substitution du verre de sécurité en raison de son faible poids, de son coût, de ses qualités de bon conducteur de lumière, de sa grande résistance aux rayures ; même à grande épaisseur, il garde sa transparence ; il ne jaunit pas.

Utilisations : industrie aéronautique (nez de bombardiers américains, hublots), lentilles des périscopes de sous-marins, casques des astronautes d’Apollo, prothèses médicales, industrie informatique, télécommunications (fibre optique), vitrines, objets divers.

Art : installations du Pop Art dans les années 60, meubles de design.

Placé à l’extérieur, il a cependant tendance à se durcir et à se fissurer.

Des recherches actuelles signalent que le Polycarbonate (polyester de l’acide carbonique, dérivant du composé organique bisphénol A) présente des caractéristiques encore plus intéressantes que le plexi : en plus de sa dureté et de sa résistance, il est très malléable.

Déchets radioactifs et verre

Le verre est un matériau dit amorphe (solide dont les molécules ou atomes sont distribués de manière aléatoire, non pas selon une structure cristalline).

Certains verres (les borosilicates : silicium, bore et aluminium) peuvent demeurer intacts plusieurs milliers d’années. De plus, ils possèdent la faculté d’absorber les radiations. En raison de ces qualités, on peut les exploiter pour stocker des matériaux sensibles, tels les déchets de produits de fission nucléaire. On parle de la vitrification des déchets radioactifs : les contenants du matériau radioactif sont réduits en petits morceaux et mélangés au verre fondu. Lors de sa désintégration le matériau radioactif désordonne les atomes dans le verre, mais puisque le verre n’est pas ordonné, il n’y a pratiquement pas de différence : cela reste désordonné !

A Würenlingen (AG), on stocke déjà des déchets de faible activité, incinérés, fondus puis solidifiés, dans une masse de verre.

Verre et haute technologie 

Quelques exemples d’utilisation du verre :

En optique : traitement anti-reflets de verres de lunettes, couche durcissante des verres.

Habitat : traitement de résistance aux rayures (plans de travail, crédences, cuisine ou salles de bain), luminaires, portes, garde-corps, escaliers, colonnes, parois de douches et de saunas, pergolas, toitures, jardins d’hiver, serres, paravents, meubles, sols, façades, cloisons.

Photonique : branche de la physique qui étudie les composants permettant la génération, la transmission, le traitement ou la conversion de signaux optiques (étude des photons).

Art : fonte, émail, sable, meule, gravure, sérigraphie, impression numérique, verre industriel, ajout de métaux, dalle de verre, fusing, poudre de verre, pâte de verre,... (expo VerreGlas de verarte en été 2009 au Vitromusée).