Essai de la fabricaton du verre creux a partir de sable de kasenga

Les verres sont des matériaux solides amorphes, non cristallin, homogène, provenant du refroidissement progressif de certaines substances après fusion (B. SAFI). Le verre est l’un des matériaux les plus utiles car il possède de nombreuses qualités. Il est facile à modeler, transparent et peut prendre de nombreuses formes. L’élaboration du verre nécessite une température d’environ 1 300°C. En effet, nous avons le verre plat, le verre creux, les fibres de verre et nous nous sommes principalement intéressé à produire du verre creux. Ce dernier entre dans un grand nombre d’utilisation, depuis des applications artisanales jusqu’à des processus industriels très évolués.

GENERALITE SUR LE VERRE

Histoire du verre 

Le verre existait déjà naturellement depuis plusieurs centaines de milliers d’années. L’homme l’utilisa pour la première fois il y a 100 000 ans sous forme d’obsidienne, (verre naturel d’origine éruptive) pour fabriquer des outils, d’armes coupantes et des bijoux.

Les origines : 3000 ans av. JC
Les premiers verres fabriqués par l’homme sont originaires de Mésopotamie, de Syrie ou d’Egypte. Ils ne sont pas encore transparents ou translucides mais opaques, de couleur verte ou bleue. Selon Pline (Pline l‘ancien, 23-79 ap. JC) : ce seraient des marchands phéniciens qui faisaient cuire leurs aliments sur les rives du fleuve Bélus dans des marmites supportées par des blocs de natron, auraient vu couler une substance inconnue. Mais ceci n’est qu’une légende car l’élaboration du verre nécessite une température d’environ 1300°C.

Le premier épanouissement : 15e siècle av. JC
Les fours permettent d’obtenir de plus hautes températures, la matière est mieux travaillée. Le verre devient translucide et se développe alors un marché d’initiation de pierres précieuses. Les premières pièces en verre creux (vase, pots, flacons) apparaissent au même moment ; elles sont coulées. L’email apparaît vers 1500 av. JC, c’est une substance vitreuse qui est constituée d’un produit incolore, le fondant, que l’on teint dans la masse grâce à l’adjonction de certains oxydes métalliques.

L’apparition du verre soufflé : 1e siècle av. JC
On attribue cette invention à la Syrie grâce à l’invention de la canne à souffler. De là, cette méthode passa en Italie, puis en Gaule et en Espagne. Au même moment, on inventa le verre transparent à Sidon (Phénicie), probablement à cause de la pureté des sables de la région et de la présence de natron.

Au 1e siècle ap. JC
Cette découverte entraîne la naissance d’une forte industrie de verre creux. Grâce au soufflage à la canne, l’artisan est à bonne distance de la source de chaleur et, il peut donner forme à des pièces de plusieurs dizaines de centimètres.

Le verre incolore apparut alors et se répandit à partir du 3e siècle, il est obtenu par adjonction de manganèse, qui joue le rôle du purificateur. La teinte naturelle du verre, bleu verdâtre, est due à la présence d’oxydes métalliques contenus dans le sable qui sert à sa fabrication de la première trace du verre coulé plat (5 à 6 mm). Ce verre de transparence relative fut utilisé pour vitrer les fenêtres (Pompéi). Auparavant, on utilisait de minces plaques de mica ou d’albâtre.

Le verre plat soufflé : 5e et le 10e siècle ap JC
Deux techniques sont apparues conjointement :
➤ le soufflage en couronne : produit dans l’Ouest de la France et en Angleterre où sa production dura jusqu’au 19e 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.
➤ le soufflage en manchon : produit dans l’Est de l’Europe centrale. C’est un cylindre de verre obtenu par l’allongement de la paraison cueille par le verrier, puis fondu, ramolli et aplati. Ces procédés furent utilisés durant tout le Moyen Âge pour la fabrication des vitraux.

Le verre à vitre
L’usage du verre à vitre était connu des romains mais fut peu répandu dans l’architecture civile jusqu’au 15e siècle. On se prémunit du vent et des intempéries par des moyens rudimentaires : volets de bois, toiles cirées, peaux ou papiers huilé 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 dont la taille diminua n’étaient presque plus vitrées.

Structure du verre 

Les verres sont composés de :

Formateurs :
La silice (dioxyde de silicium SiO2) c’est le composant principal du verre qui représente environ 70% de la masse. Elle est l’élément formateur de réseau qui entre dans la fabrication sous forme de sable dont les plus purs contiennent 99,5% de silice (les sables quartzeux). On peut également trouver d’autres verres constitués d’anhydride borique (B2O3) comme élément de base permettant d’obtenir un verre ayant une grande résistance thermique (verre pyrex)  .

Modificateur.
Voici une liste de quelques modificateurs qui diminue la température de la silice dans le sable:
– Na2O ;
– K2O ;
– CaO ;
– MgO ;
– Na2CO3 ;
– etc.

La silice permet d’obtenir du verre, mais son point de fusion est très élevé. En ajoutant des fondants, on abaisse cette température à 1400°C en rompant des enchaînements Si-O-Si et on facilite les possibilités de travail grâce à la réaction d’oxydes alcalins.

Table des matières

RESUME
TABLE DE MATIERE
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
EPIGRAPHE
DEDICACE
AVANT PROPOS
INTRODUCTION
Chapitre 1 : GENERALITE SUR LE VERRE
1.1 Histoire du verre
1.2 Structure du verre
1.2.1 Formateurs
1.2.2 Modificateur
1.2.3 Les colorants
1.3 La famille des verres
1.4 Les principaux types de verres industriels et leurs utilisations
1.5 Les propriétés de verres
Chapitre 2 PROCEDE DE FORMAGE DU VERERE CREUX
2.1 Les différents procédés de fabrication
2.2 Les procédés artisanaux
2.3 Le recyclage du verre
2.4 Les fours a verres
2.4.1 Principe
2.4.2 Fours discontinus
2.4.3 Fours continus
Chapitre 3 : LE MATERIEL ET METHODES D’ANALYSE
3.1 Matériel utilisé
3.2. Méthodes
3.2.1. Echantillonnage
3.2.2. Caractérisation chimique
3.3 Réactifs utilisés
3.4 Mode opératoire des essais
Chapitre 4 : PRESENTATION ET INTERPRETATION DES RESULTATS
4.1 Résultats et commentaires
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
WEBOGRAPHIE

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