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LE VERRE PLAT

Julien Collette

LE VERRE PLAT : PROCÉDÉS, CARACTÉRISTIQUES ET HISTOIRE

Dernière mise à jour le 9 mai 2020 à 12 h 03 min

Le verre est la matière première qui permet de produire du verre plat et donc, pour approfondir nos connaissances sur le verre plat, il faut aussi chercher à approfondir nos connaissances sur le verre avant en tout. Pour ce faire, voici donc, dans un premier temps, la première partie d’un article publié sur le site de Wikipédia sur l’histoire du verre :

Histoire du verre

Verre d’origine volcanique refondu par des Paléoaméricains, origine Californie, États-Unis.

L’histoire du verre remonte à la Préhistoire : en 100 000 av. J.-C., l’obsidienne, un verre volcanique naturel, est déjà taillée par l’homme pour former des pointes de flèches ; les tectites, billes de verre formées par des impacts avec des météorites, servent également de bijoux ; enfin, les fulgurites, petits tubes issus de la fusion du sable atteint par un éclair, sont connus.

Le verre est un corps dur, homogène, inaltérable, élastique, fragile, non cristallin, qui provient du refroidissement rapide de certaines substances après fusion. Il est opaque, translucide ou transparent, malléable à chaud et susceptible d’un poli parfait. Il est le type du cassant « comme du verre », du transparent, du lisse (miroir) et de l’inaltérable. Depuis quelques décennies, il sert de référence aux isolants thermiques « équivalents à telle épaisseur de laine de verre ». C’est aussi un isolant électrique. Ses formes et ses applications sont innombrables.

Et dans un deuxième temps, toujours dans le même article de Wikipédia sur l’histoire du verre, mais cette fois-ci plus précisément sur les produits qui nous intéressent ici, soit le verre plat et le verre à vitre :

Apparition du verre plat soufflé : entre le ve et le xe siècle

Deux techniques sont apparues conjointement et furent utilisés durant tout le Moyen Âge pour la fabrication des vitraux :

  • le soufflage en couronne : produit dans l’Ouest de la France (technique normande de la cive) et en Angleterre où sa production dura jusqu’au xixe siècle. Le verre plat ne prit son essor qu’à partir de l’invention de ce nouveau procédé. Il s’agit d’abord d’un vase soufflé à fond plat que l’on fait ensuite tourner face à l’ouverture d’un four, la force centrifuge transformant la paraison en un plateau circulaire ;
  • le soufflage en manchon : produit dans l’Est de la France et en Europe centrale (technique bohémienne ou lorraine). C’est un cylindre de verre obtenu par l’allongement de la paraison cueillie par le verrier, puis fendue, ramollie et aplatie sur une « étenderie ». Ce procédé est utilisé jusqu’au début du xxe siècle et est encore employé dans la fabrication artisanale du vitrail.

Le centre de production de Cologne développe au ve siècle le pastillage, décoration de pastilles colorées appliquées par pression sur la surface du verre2. La technique du verre en cives est perfectionnée dans le centre verrier de Rouen en 133013.

On assiste depuis quelques années, de la part des archéologues travaillant sur al-Andalus, à une prise de conscience de l’intérêt des Andalous pour le verre, c’est un aspect original du legs d’al-Andalus14.

Verre à vitre

Production des vitres de verre cannelé au xixe siècle.

Coupe d’un four du xixe siècle.

L’usage du verre à vitre est connu des Romains, mais il est peu répandu dans l’architecture civile jusqu’au xve siècle. On se prémunit contre le vent et les intempéries par des moyens rudimentaires : volets de bois, toiles cirées, ballots de paille, peaux ou papiers huilés qu’il valait mieux protéger de grillages. Durant le Moyen Âge, il y eut une longue stagnation du verre à vitre dans les maisons où les fenêtres n’étaient presque pas vitrées. De ce fait, les mois hivernaux assombrissent les logements : une seule pièce réuni la totalité des habitants qui s’éclairent artificiellement.

À partir du xe siècle, le verre à base de potasse remplace progressivement le verre à base de soude dans les régions germaniques, rendant le verre transparent au xive siècle, ce qui favorise le développement de l’industrie du verre à vitre2. En Europe, à la même époque, les vitres sont constituées de cives ou d’un mélange de vitres par manchon et de cive « montés au plomb ». Les vitres ornent les fenêtres des châteaux forts en premier, car les plus fortunés peuvent s’offrir la lumière et la protection thermique en même temps17.

La première verrerie à vitre en France naît en 1330 à Bézu-la-Forêt dans l’Eure et les feuilles planes (« plats de verre ») sont inventées par Philippe Cacqueray, noble « gentilhomme verrier » qui reçoit ce privilège par le roi Philippe VI18. L’essor de la verrerie est due au défrichage nécessaire des parties cultivées laissées à l’abandon dans le Nord de la France à cause de la Guerre de Cent Ans19.

Et pour ceux et celles qui veulent voir cet article au complet, voici le lien :

https://fr.wikipedia.org/wiki/Histoire_du_verre

Aussi, toujours sur le site de Wikipédia, mais avec un article consacré au verre plat uniquement (voir le lien dans Sources) :

Le verre plat est un verre fabriqué sous forme de feuilles1. Il est principalement utilisé pour la fabrication des vitres et des miroirs. Les verres plats, constituent avec les verres creux, les fibres de verre et les verres cellulaires, les principales familles de verre2.

Le verre plat constitue une bonne part de la production industrielle verrière au xxie siècle. Cet article décrit les procédés de fabrication de celui-ci.

Procédés et caractéristiques de fabrication

Procédés artisanaux

Fenêtre de la Maison des Têtes de Colmar, 1609. Verres losangés obtenus par soufflage en couronne, la méthode dite « normande »

Procédés industriels

Procédé Type de verre Définition Exemples
Étirage (procédés Fourcault, Pittsburgh, Colburn, Libbey-Owens, étirage vers le bas) Verre étiré (ancien verre à vitre)
Laminage (procédés Bichereux, PPG) Verre laminé (appelé verre coulé) Le verre fondu est passé entre deux cylindres lamineurs Verres imprimésverres armés, verres spéciaux pour des applications particulières.
Flottage Verre flotté ou float glass Le verre fondu est versé sur un bain d’étain liquide et s’y étale en formant un ruban continu4 La majorité des verres plats

Alors que le verre à vitre, produit suivant des technologies traditionnelles, telles que le procédé d’étirage peut être considéré comme faisant partie de l’histoire du verre, d’autres verres imprimés et spéciaux sont produits essentiellement par laminage pour des marchés particuliers assez limités. De nos jours, plus de 80 % du verre plat produit dans le monde est du verre de type « float » produit par flottage.

En fait, le terme « float » se réfère en même temps à la technologie la plus récente pour produire du verre plat avec un certain niveau de qualité. Ce procédé consiste à verser le verre en fusion sur une couche de métal liquide, puis à le refroidir lorsque le verre formé est suffisamment stabilisé du point de vue physique et dimensionnel. Ce principe a été découvert au milieu du xixe siècle par Henry Bessemer. Différents brevets ont été déposés aux États-Unis lorsque certains verriers, comme PPG ont commencé à expérimenter le procédé « float », mais la découverte capitale dans la technologie du verre « float » a été faite par Pilkington Brothers (PB) dans les années 1950. À partir d’un objectif clair et bien défini, celui de polir naturellement le verre laminé sur une couche de métal, évitant ainsi les opérations de meulage et de polissage, ils ont pu mettre au point le premier procédé de fabrication de verre « float » commercialement réussi. Sept années d’efforts intensifs et de dépenses considérables ont été nécessaires pour la mise au point.

À présent, la technologie « float » est utilisée pour la production de verre plat dans différentes applications :

avec différents niveaux de qualité dans une large gamme d’épaisseurs allant de 2 à 12 mm en restant dans le domaine standard. L’ensemble de ces qualités et les caractéristiques dimensionnelles et physiques correspondantes sont détaillées dans deux documents de référence : la spécification standard US pour verre plat C-1036-691 et la norme française / européenne NF-EN 572-2.

Recyclage

Le verre plat de déconstruction et de la rénovation de façades peut être recyclé mais ne doit pas être mélangé au verre de bouteilles.
En France début 2017, 2 à 3 millions de fenêtres sont démontées et mises en décharge chaque année5 ; le double-vitrage y est de plus en plus fréquent et devrait concerner 50 % des fenêtres dans les 5 ans, selon Covanord. Début 2017 seuls 5 % (à peine 10.000 t/an) étaient recyclées5.
Le 06 novembre 2017 Nicolas Hulot (ministre de la Transition écologique et solidaire) et Bruno Le Maire (ministre de l’économie et des finances) ont signé avec Federec (fédération des entreprises du recyclage), la FFPV (fédération française des professionnels du verre), le pôle fenêtre de la FFB (Ufme, SNFA, SNFPSA, UMB, FFB Métallerie), le SNED (syndicat national des entreprises de démolition) et le SRBTP (syndicat des recycleurs du BTP) un engagement pour la croissance verte spécifique au recyclage du verre plat de déconstruction.
Un but de 40.000 tonnes collectées et triées par an d’ici à la fin de 2020 (sur un gisement de 200.000 t) a été fixé, avec un 80 000 t à atteindre en 2025 grâce à une amélioration de la logistique de récupération et de meilleurs techniques de démantèlement6.

Pour un autre point de vue, voici un autre article intéressant qui a été publié sur le site du Centre International du Vitrail à propos du verre plat et du vitrail (voir le lien dans Sources) :

LE VERRE PLAT : FABRICATION ET HISTOIRE DES TECHNIQUES

Fabrication

Tout d’abord coulé sur table (c’est-à-dire versé et étendu sur une table de bois ou un lit de sable) à l’époque romaine, le verre plat ou verre à vitre fut obtenu dès le XIIe siècle selon les deux techniques de soufflage suivantes :

  • La technique du verre soufflé en manchon (ou tableau) : Le verrier souffle une bulle cylindrique dont il coupera les deux extrémités avant de la fendre sur toute sa longueur. Le cylindre ouvert est ensuite placé dans un four de recuisson pour être complètement déroulé et former une feuille à peu près rectangulaire.
  • La technique du verre soufflé en plateau (ou cive) : Le verrier souffle une bulle qu’il ouvrira à une extrémité pour obtenir, par un mouvement très rapide de rotation, un disque plat.

À côté de ces deux techniques de soufflage à la volée, il faut mentionner également un procédé qui semble avoir été peu utilisé, celui du soufflage dans un moule : il permet de former un volume creux dont les côtés seront détachés afin d’obtenir de petites surfaces de verre plat.

Histoire des techniques de fabrication

Il est encore impossible de dire quand et comment le vitrail s’est distingué des vitres dont les romains garnissaient déjà leurs fenêtres ; et il est difficile de savoir de quels types d’objets parlent les textes du haut moyen âge lorsqu’ils décrivent des “verres aux couleurs innombrables” dont sont pourvues les baies de certaines églises, puisque très peu de fragments de ces premières œuvres (vraisemblablement des “claustra” de bois ou de stuc) ont été exhumés et étudiés jusqu’à présent.

Les vitraux les plus anciens qui ont été conservés révèlent une technique éprouvée qui permet de supposer une tradition assez ancienne. Ces vitraux sont constitués de panneaux de verres colorés. Les verres sont maintenus dans les rainures de baguettes de plomb soudées les unes aux autres. Enfin certains de ces verres ont reçu un décor qui a été fixé par cuisson. Les panneaux étaient assemblés dans la baie par des fers, et maintenus vraisemblablement par un cadre de bois.

La technique “verre et plomb” ne connaîtra pas de transformation notable au cours de son histoire, si bien qu’elle est pratiquée aujourd’hui de la même manière qu’au moyen âge. Les outils sont peu différents, seulement plus perfectionnés. Le verre n’est plus coupé à l’aide d’un fer rougi au feu dans un brasero, mais avec une molette au carbure de tungstène. Pour fixer les décors, on se sert de fours dont les températures, les temps et les paliers de cuisson sont programmés électroniquement. Cependant, si le plomb n’est plus coulé et ébarbé, mais laminé industriellement, le verre de couleur continue d’être fabriqué par soufflage à la bouche, comme au moyen âge. Le dessin d’un vitrail, ainsi que le décor qui sera éventuellement appliqué sur le verre, demeurent des travaux exécutés toujours à la main, même si différents essais de reproduction mécanique (pochoir, sérigraphie) ont été tentés à différentes époques.

verre-plat

Les véritables innovations techniques, qui caractérisent l’évolution du vitrail, sont l’augmentation de la gamme et de la variété des verres soufflés, et l’enrichissement du décor qui rapprochera le vitrail de la peinture sur panneau (particulièrement aux XVe et XVIe siècles). A l’origine, le décor est exécuté à l’aide d’une teinte unique, brune ou noire, selon les régions. A partir du XIVe siècle, il se trouve enrichi par l’association de trois couleurs (un noir, un brun et un sépia) et par toute une gamme de sels d’argent qui offrent des rehauts transparents et saturés de différents jaunes. A partir de la Renaissance, on observe l’emploi d’une teinte très particulière, transparente et saturée : la sanguine (ou teinte de carnation) ainsi que des émaux translucides (bleu, vert et violet) qui permettent la juxtaposition de plusieurs teintes transparentes sur un seul morceau de verre.

Une autre technique liée au décor a aussi participé à l’évolution de cet art : la gravure des verres plaqués pour obtenir sur une seule pièce de verre deux couleurs, celle du verre sous-jacent et celle du verre de placage.

Le vitrail n’eut pas de place dans l’architecture classique et il tomba en désuétude du XVIIe au XVIIIe siècle. Il faut attendre le XIXe siècle pour que cet art soit remis à l’honneur et pour que soient retrouvés les techniques et savoir-faire du passé, mais aussi, en même temps, pour que de nouveaux procédés soient tentés, comme la peinture sur de grandes glaces (Manufacture de Sèvres, Chapelle royale de Dreux).

De nouveaux types de verre

A la fin du XIXe siècle, apparaissent de nouveaux types de verres, les verres opalescents ou “américains”, les verres imprimés d’un relief, ou encore les verres “antiques” (amélioration du verre soufflé dont on accentue les défauts et la structure), et donc de nouveaux types de vitraux qui correspondront au style art nouveau, puis art déco alors en faveur.

Dans les vitraux de Tiffany (États-Unis), chaque verre est entouré d’une lame de cuivre rabattue de quelques millimètres sur chaque face. On rassemble ensuite toutes les pièces du vitrail et on étame les lames de cuivre pour lier ensemble tous ces verres.

La seule innovation de cette époque, qui connaîtra un véritable avenir, est la dalle de verre. Ce type de vitrail, qui n’est pas sans évoquer les vitraux en stuc de l’antiquité et les vitraux en plâtre des pays arabes, peut être défini comme un assemblage de verres épais (obtenus par coulage) à l’aide d’un béton ou d’une résine.

Malgré la concurrence de matériaux synthétiques nouveaux, le verre offre encore aujourd’hui aux artistes qui veulent s’exprimer avec un matériau translucide plan, de vastes possibilités de recherches : en collaboration avec l’industrie pour traiter des vitres de dimensions exceptionnelles, ou, à une échelle plus personnelle, grâce à de nouvelles gammes de verre, et aux possibilités des nouveaux fours de cuisson qui permettent le thermocollage de plusieurs verres superposés.

Et pour finir, voici un autre article aussi intéressant, qui a été publié sur le site d’ÉQUIPbaie à propos du verre plat (voir le lien dans Sources) :

En opposition au verre creux regroupant les emballages, bouteilles, pots et vaisselles, le verre plat affiche une forme plane, fabriquée sous forme de feuilles. Une famille qui s’apparente en grande majorité aux types de verre utilisés dans le bâtiment. Il se distingue des fibres de verre et des verres cellulaires par son processus de fabrication et son rendu transparent idéal pour la conception de fenêtres. On peut y dénombrer toutes les classes de verres de sécurité, qu’ils soient armés, feuilletés ou trempés.

Verre plat : principe de fabrication

Réalisé avec une base de matières premières naturelles telles que le sable et le calcaire, la composition la plus fréquente du verre plat est le verre silico-sodo-calcique. Tout débute au travers de la fabrication de la glace. Autrefois coulé sur table, le verre a été créé à partir de techniques de soufflage dès le XIIe siècle. De nos jours, il est le fruit de deux procédés :

La méthode TWIN :

Les différents éléments entrant dans la composition du verre sont fondus dans un bassin à une température d’environ 1550 °C. Une fois le verre en fusion obtenu, celui-ci s’écoule à l’aide de deux rouleaux lamineurs en un ruban de verre ininterrompu. Il subit ensuite un refroidissement lent et étudié dans une étenderie de manière à le préparer à la phase de découpe. Entre alors en marche le procédé TWIN qui va permettre de traiter la glace brute recueillie afin de l’usiner simultanément sur ses deux faces, d’où son nom de TWIN (jumeau en anglais). Le verre ainsi transformé en glace doucie doit encore subir une opération de polissage pour arborer une parfaite transparence lors du résultat final.

 

verre-plat-fabrication

La méthode FLOAT :

Une fois fondu et débarrassé de ses bulles gazeuses, le verre liquide acquis suite au mélange des matières premières entre dans un four contenant de l’étain en fusion pur. Le verre avec sa composition moins dense que l’étain va flotter sur le métal en formant un ruban d’épaisseur variable, d’où le nom de FLOAT (flotter en anglais). Le polissage du verre s’effectue de manière automatique par l’action du feu sur sa face supérieure et par le contact avec l’étain en fusion sur la face inférieure.

Une fois suffisamment rigide à la sortie du four avec une température avoisinant les 620°C, il est ensuite inséré dans un tunnel de recuisson appelé étenderie pour le préparer à la découpe. Une fois refroidi lentement à l’air libre, il est redimensionné en plateaux et prêt pour le stockage.

Depuis plus de 50 ans, le procédé FLOAT est la méthode la plus couramment utilisée dans le monde. Elle permet d’obtenir de nombreuses gammes de verres en fonction de leur épaisseur. La qualité du verre se réfère à des caractéristiques dimensionnelles et physiques. En France et en Europe, la norme qui détaille l’ensemble de ces caractéristiques est la NF-EN 572-2.

Verre plat : les différentes utilisations

La demande et la production de verre plat n’a pas cessé d’augmenter ces dernières années. En 2016, elle représentait 72 millions de tonnes contre 33 millions de tonnes en 2010. Très présent dans les marchés du bâtiment et de l’automobile, le verre plat voit ses emplois variés en fonction du processus de création.

 

verre-plat-batiment

 

On retrouve en majorité les utilisations suivantes :

  • Les vitrages traditionnels transparents
  • Les vitrages de sécurité et de grande résistance : armé, feuilleté et trempé
  • Les vitrages “intelligents” : anti-reflets, réfléchissants, autonettoyants…
  • Les miroirs de toutes tailles

Parmi les nombreux vitrages réalisés avec du verre plat on retrouve différentes applications allant de la paroi vitrée à l’isolation thermique ou acoustique, mais également à la protection incendie ou le contrôle solaire.

Le verre plat représente aujourd’hui un réel défi écologique pour le gouvernement français. L’engagement pris par l’état pour la croissance verte représente un objectif de 40 000 tonnes, soit un recyclage de 20 % des déchets issus de la mise en décharge de fenêtres. Un but qui impactera également toutes les entreprises du secteur dans les années à venir.

En conclusion… Que ferions nous sans ce produit?

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