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La formation du verre observée en temps réel

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Par publié le à 14h30

La formation du verre observée en temps réel

La réaction de vitrification observée à la seconde et au grain près. © The American Ceramic Society

La tomographie X a permis à des chercheurs du CNRS d’observer la longue transformation du sable en verre. Des procédés de fabrication moins énergivores et plus rapides pourraient en découler.

Le procédé millénaire de la formation du verre s’explique enfin à l’échelle atomique. C'est la prouesse accomplie par des chercheurs de l’unité mixte "Surface du verre et interfaces"  créée entre le CNRS et Saint-Gobain à Aubervilliers (93). Les expériences ont été réalisées à l’Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron de Grenoble.

Les physiciens ont utilisé un mélange de différents grains (sable, carbonate de sodium et calcium), porté à très haute température, comme pour la fabrication traditionnelle du verre, en général autour de 1500 degrés. La tomographie X a permis d’acquérir des images 3D de la réaction, toutes les quinze secondes, avec une résolution de 1,6 microns. Regardez la fusion des grains à mesure que le verre se forme :
 

                              

                                © E.Gouillart


Dans leurs travaux publiés dans le Journal of the American Ceramic Society, les chercheurs ont montré que le contact entre des grains de différentes espèces jouait un rôle très important dans la vitrification. La réaction est par exemple favorisée par la présence du carbonate de sodium qui, avant la fusion, est très mobile et produit de nombreux contacts avec les autres grains.

L’équipe "Surface du verre et interfaces" souhaite encore approfondir sa compréhension du phénomène par d’autres expériences. Grâce à ces connaissances, les fabricants de verre pourraient réduire la quantité de défauts présents au départ de la vitrification, et ainsi moins chauffer pendant la réaction pour les corriger. Les données issues de la tomographie X pourraient aussi fournir de précieux outils de simulation et de production aux industriels, pour du verre, mais aussi d'autres matériaux.

Ludovic Fery

Pour en savoir plus : www2.cnrs.fr
 

 

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