Verre trempé vs verre renforcé chimiquement
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Toughened glass, chemically strengthened glass, laminated glass… What's the difference? Read all about it.
Quand on parle de verre, la plupart des gens le considèrent comme une seule chose. Vous savez, le verre ! Tout le monde sait ce que c'est et à quoi ça sert, n'est-ce pas ?
En fait, le verre est l'un des matériaux les plus polyvalents et variés qui existent. Le type de verre utilisé pour fabriquer vos ustensiles de cuisine, par exemple, n'est pas le même que celui utilisé pour les gratte-ciels. Des applications et des contextes différents nécessitent des variétés de verre différentes.
On le voit clairement (sans jeu de mots) lorsqu'on regarde du verre qui doit résister à la pression, à la chaleur ou aux intempéries. Il va sans dire que le verre utilisé pour fabriquer une flûte à champagne ne fera pas l'affaire. Non, il vous faut un verre spécialisé et adapté à cet usage.
Il existe différents types de verre particulièrement robustes. Dans cet article, nous allons nous intéresser à deux d'entre eux : le verre trempé (ou durci) et le verre renforcé chimiquement.
Ces deux types de verre sont traités de manière à renforcer leur surface extérieure. Dans les deux cas, la surface extérieure est comprimée et l'intérieur, ou « noyau », subit une tension compensatoire. Néanmoins, leurs structures chimiques et leurs applications diffèrent.
What is chemically strengthened glass?
Si vous lisez cet article sur votre smartphone, il est probable que vous ayez affaire à un écran en verre renforcé chimiquement. Ce verre peut être traité en couches minces, ce qui le rend idéal pour les écrans de smartphones, les photocopieurs et certains appareils pharmaceutiques.
Pour le profane, le processus de fabrication semble tout droit sorti d'un film de science-fiction. Une feuille de verre recuit est plongée dans un bain rempli de nitrate de potassium fondu. Cela provoque ce qu'on appelle un « échange d'ions ».
Les ions, comme vous vous en souvenez peut-être à l'école, sont des atomes ou des molécules chargés électriquement. Les ions potassium dans le bain sont plus gros que les ions sodium dans le verre. Les ions potassium se faufilent dans les interstices du verre, le bouchant et le rendant plus résistant.
Comme pour le verre trempé, la surface du verre est comprimée et le cœur est sous tension. Mais contrairement au verre trempé – ou plutôt au verre trempé de qualité inférieure – le vitrage obtenu ne subit ni déformation ni autre distorsion optique.
Jetez un œil à l'écran de votre smartphone. Il est peut-être ébréché ou taché par l'usage, mais le verre lui-même est transparent et robuste.
Une fois fabriqué, il est possible de couper du verre renforcé chimiquement, mais cela a tendance à fragiliser la zone située à moins de 20 mm de la coupe. Une perte de résistance similaire se produit lorsque la surface est profondément rayée.
En quoi le verre renforcé chimiquement est-il différent du verre trempé ?
Le verre trempé ou trempé est différent du verre renforcé chimiquement tant dans son processus de fabrication que dans ses applications.
Tout d'abord, le verre traité doit être plus épais pour la trempe que pour le renforcement chimique. Cela est dû aux contraintes internes exercées sur le verre pendant le processus de trempe. Trop fin, le verre risque de se briser dans le four.
Deuxièmement, le verre trempé est un type de verre de sécurité. Lorsqu'il se brise, il se brise en petites particules, et non en éclats irréguliers susceptibles de provoquer des blessures.
Le verre renforcé chimiquement, en revanche, se brise en longs éclats dentelés, un peu comme le verre flotté. Pour être un verre de sécurité, il doit être feuilleté.
Thirdly and finally, toughened glass can't be cut or drilled without shattering. This means the glass has to be cut to the right size
before going into the furnace. By contrast, chemically strengthened glass can be cut after processing.
Ces caractéristiques combinées expliquent l'utilisation du verre trempé dans des contextes différents de ceux du verre renforcé chimiquement. On le retrouve souvent dans les environnements industriels ou les environnements nécessitant une sécurité accrue. On le retrouve également dans les pare-brise et les portes de douche.
Alors que le verre renforcé chimiquement est traité dans un bain chimique, le verre trempé est traité dans un four. Il y est soumis à une chaleur intense. À la sortie du four, il est rapidement refroidi ou « trempé » par des courants d'air froid.
Ce changement radical de température provoque la compression de la surface et des bords du verre, ce qui donne une couche extérieure ultra-résistante et un noyau de verre avec une tension compensatoire.
Qu'en est-il du verre feuilleté ?
Le verre feuilleté est un troisième type de verre, conçu pour résister à des températures, des pressions et des conditions environnementales extrêmes. Pour vous donner une idée de sa robustesse, ce type de verre est utilisé pour les vitrages dans les régions du monde exposées aux ouragans, ainsi que pour les passerelles, escaliers et autres éléments architecturaux en verre conçus pour être foulés.
Il s'agit d'une sorte de sandwich de verre, composé d'au moins deux vitres et d'une couche intermédiaire en plastique. Cette couche intermédiaire lie les feuilles extérieures entre elles et garantit qu'elles ne se brisent pas en morceaux dangereux.
La principale différence entre le verre trempé et le verre feuilleté réside dans la façon dont il se brise. Si vous fracassez une porte de douche en verre trempé, elle se brisera en de nombreux petits morceaux. En revanche, si vous essayez de briser un pare-brise feuilleté, il ne se brisera pas du tout. Vous verrez plutôt un motif semblable à une toile d'araignée se déployer sur la vitre.
Comme le verre trempé et le verre renforcé chimiquement, le verre feuilleté tire ses propriétés de son procédé de fabrication. Les feuilles sont collées autour d'une couche intermédiaire en plastique, scellées dans un sac en silicone chaud et placées au four.
La chaleur intense du four soude les couches entre elles. Le temps nécessaire dépend de l'épaisseur du verre, mais il est généralement compris entre trois et quatre heures.
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