Discover how the interaction of light and glass products can be harnessed in structural glazing projects.
Le verre est un matériau qui interagit avec son environnement de manière fascinante. Installer du verre ne se contente pas d'ériger une barrière. Vous contrôlez également l'environnement, et plus particulièrement la quantité de chaleur et de lumière qui le traverse.
En matière de lumière, il ne s'agit pas simplement de la bloquer ou de la laisser passer. En effet, la lumière se comporte de manière étrange. Elle peut être réfléchie, réfractée, absorbée, diffractée ou diffusée.
Ce comportement est étrange, mais régi par des principes scientifiques. Ces principes sont manipulés et exploités par les fabricants et les architectes pour obtenir des effets esthétiques.
Dans cet article, nous décomposons six comportements clés de la lumière – et comment ils influencent la production et le déploiement du verre dans les environnements domestiques et commerciaux.
Qu'est-ce que la lumière ?
Le Soleil émet un spectre de longueurs d'onde appelé « rayonnement électromagnétique ». Différentes longueurs d'onde correspondent à différents types de lumière.
Les micro-ondes et les ondes radio, par exemple, se situent à l’extrémité longue du spectre, tandis que les rayons X et les rayons ultraviolets (UV) ont des longueurs d’onde beaucoup plus courtes.
La lumière naturelle voyage du Soleil vers la Terre. Contrairement aux ondes sonores, elle n'a pas besoin de milieu pour la traverser. Elle peut plutôt traverser le vide spatial.
Lorsque la lumière frappe un objet, elle peut se comporter de différentes manières. Cela dépend du type, de la forme et de la composition du matériau avec lequel elle entre en contact.
6 façons dont la lumière interagit avec le verre
Les ondes lumineuses et les particules interagissent avec le verre de six manières principales. Ces interactions dépendent du type de lumière projetée sur le verre ainsi que de sa composition chimique.
Certains de ces comportements sont exploités par les fabricants de verre et les architectes à des fins esthétiques. D'autres sont des accidents qui peuvent être tolérés ou minimisés.
1. transmission
La transmission se produit lorsque la lumière traverse un milieu sans être réfléchie, diffusée ou absorbée. Une fenêtre standard, sans motif, coloration ou finition, laisse passer toute la lumière.
Le verre opaque rend la transmission de la lumière impossible, tandis qu’un morceau de verre translucide – une porte de douche dépolie, par exemple – laissera passer une partie de la lumière, mais pas toute.
Transmission can be manipulated for aesthetic effect by the inclusion of coloured interlayers in laminated glass or by frosting, tinting and other translucent effects.
Then there's
switchable smart glass, which can switch from transparent to translucent to opaque at the touch of a button.
2. Réflexion
La lumière et le son se reflètent sur certains matériaux. Pour la lumière, les surfaces lisses sont les plus réfléchissantes. C'est pourquoi un miroir parfaitement lisse vous montre une image nette de votre visage, tandis que votre reflet est flou lorsque vous regardez dans l'eau en mouvement.
Historically,
mirror glass was produced by polishing glass. Today, it's typically made by applying a reflective coating to glass. When finished, it can be
sandblasted or
digitally printed with designs. These block out some of the reflections without compromising the reflectiveness of the glass as a whole.
3. Réfraction
L'expression « vitesse de la lumière » pourrait suggérer qu'elle se déplace toujours à la même vitesse. En réalité, la lumière se déplace à des vitesses différentes selon les milieux ; et lorsqu'elle passe d'un milieu à un autre, elle change généralement de vitesse.
Cela courbe la lumière – un phénomène que toute personne s'étant tenue devant un vitrail par une journée ensoleillée aura observé.
La réfraction a été utilisée dans le vitrage structurel. Prenons l'exemple de la Refraction House à Jakarta, en Indonésie. Il s'agit d'un bâtiment à plan profond : la distance horizontale entre les murs est bien supérieure à la distance verticale entre les étages.
Ce type de bâtiment est difficile à éclairer efficacement. Les architectes de Refraction House ont résolu ce problème en remplaçant les murs par des blocs de verre. Ces derniers réfractent la lumière naturelle au cœur du bâtiment.
La Maison de la Réfraction était un projet de grande envergure, mais la réfraction peut également être utilisée à plus petite échelle. Les maisons écologiques sont parfois dotées de murs faits de bouteilles et de bocaux en verre. Ceux-ci réfractent la lumière davantage qu'une fenêtre traditionnelle, créant ainsi un jeu de lumière et de couleurs attrayant.
4. diffraction
Lorsqu'une lumière traverse un prisme, elle se diffuse dans les couleurs de l'arc-en-ciel. Ce mouvement de courbure et de diffusion est appelé « diffraction ».
Il s'agit d'un comportement de la lumière peu utilisé dans les vitrages structurels. Les arcs-en-ciel sont davantage un heureux hasard lorsque la lumière frappe le verre d'une certaine manière plutôt qu'un effet délibérément exploité.
5. absorption
Contrairement à la chaleur, la lumière est intangible. Si vous vous tenez sous une source de lumière naturelle ou artificielle, vous ressentirez peut-être sa chaleur, mais pas la lumière elle-même.
Néanmoins, le langage entourant le mouvement de la lumière est étonnamment actif. Les photons frappent la matière et excitent les électrons vers des états supérieurs.
Lorsque cela se produit, le photon ne traverse pas l'objet. Il est absorbé.
Lors de la fabrication du verre, nous souhaitons une absorption aussi faible que possible. Des facteurs tels que l'épaisseur du verre et sa composition chimique peuvent augmenter ou diminuer le taux d'absorption.
Ceux-ci doivent être contrôlés par les fabricants pour garantir que l'intensité de la lumière ne diminue pas de l'autre côté du verre (sauf intentionnellement comme avec les types de verre translucides ou opaques).
6. Diffusion
La dernière façon dont la lumière interagit avec le verre est connue sous le nom de « diffusion ».
Lorsque la lumière est réfléchie, un rayon entre et un autre sort. Lorsqu'elle est diffusée, un rayon entre et plusieurs sortent.
La plupart des objets du monde sont des surfaces diffusantes – de votre peau aux meubles de votre pièce. Le verre peut donc lui aussi diffuser la lumière.
Lorsque vous projetez un rayon lumineux sur un écran en plastique blanc, par exemple, il se disperse sous de nombreux angles différents. L'œil humain peut le voir sous n'importe quel angle.
Avec le verre ordinaire, la diffusion n'est toutefois observable que lorsqu'il y a des défauts dans le verre.
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