De quoi le verre est-il fait ?
What is glass made of
Glass has become so commonplace today that it’s easy to see right through it without a second thought. It’s in our windows, on our screens, in our cabinets, and in many of the devices we interact with every day. Even though glass can be found everywhere, you may live your whole life not knowing much about how it’s made or what it’s composed of. Even if you think you know the basics, you’ve only skimmed the surface.   

At a high level, glass is sand that’s been melted down and chemically transformed. If you’ve ever been to the beach, you know exactly how hot sand can get while remaining in its solid form. The kind of heat necessary to transform sand into a liquid state (eventually becoming glass) is much hotter than any sunny day. To make sand melt, you need to heat it to roughly 1700°C (3090°F), which is approximately the same temperature a space shuttle reaches as it re-enters earth’s atmosphere.

The sand commonly used to make glass is comprised of small grains of quartz crystals, made up of molecules of silicon dioxide, which is also known as silica. When those molecules are heated to high enough temperatures, the sand melts and loses its crystalline structure, and as it cools it gains an entirely different structure. That structure, on a molecular level, is somewhere in between a liquid and a solid. This in-between state is known as an amorphous solid, which means it has some of the crystalline structure of a solid coupled with the molecular randomness of a liquid.

Glass Melting
Depending on the sand mixture, glass can have a variety of properties. Certain elements or chemicals mixed with sand can change glass’s color, for example. Glass’s properties can also change based on how it’s manufactured and the processes by which it’s shaped afterward. To strengthen glass, manufacturers can use thermal tempering to heat and cool it rapidly. Glass can also be strengthened chemically through an ion exchange process that makes the surface of the glass tougher.

The glass most people are familiar with is soda-lime glass, which is a combination of soda (also known as soda ash or washing soda), limestone, and sand. Although you can make glass simply by heating and then rapidly cooling silica, the manufacturing of soda-lime glass is a little more complex. By adding soda (sodium carbonate), the melting point of the sand is reduced so it can be transformed into glass at lower temperatures and save energy during manufacturing. However, adding soda to the mixture reduces its chemical durability, making it prone to dissolve when in contact with liquids. For most applications, that’s not desirable, so limestone (calcium carbonate) is also added to the mixture, which acts as a stabilizer. Once the mixture of silica, soda, and limestone is heated, it can be cooled and molded for a variety of applications. 
At Corning, we know glass. We know how to strengthen it through chemical processes like ion exchange, and we know how to bend it to make optical fiber that can stretch over vast distances. Our knowledge of glass goes back more than a century, allowing us to remain on the cutting edge of research and development. From simple soda-lime to complex glass structures that enable augmented reality, glass is an adaptable, wide-ranging material. That’s why, after more than 165 years, we’re still making new discoveries.
Le verre est devenu si courant aujourd'hui qu'il est facile de voir à travers lui sans y penser. Il se trouve dans nos fenêtres, sur nos écrans, dans nos armoires et dans de nombreux appareils avec lesquels nous interagissons tous les jours. Bien que le verre soit omniprésent, il se peut que tu passes ta vie à ignorer comment il est fabriqué et de quoi il est composé. Même si tu penses connaître les bases, tu n'as fait qu'effleurer la surface.   

À un niveau élevé, le verre est du sable qui a été fondu et transformé chimiquement. Si tu es déjà allé à la plage, tu sais exactement à quel point le sable peut être chaud tout en restant sous sa forme solide. Le type de chaleur nécessaire pour transformer le sable à l'état liquide (pour qu'il devienne du verre) est bien plus chaud que n'importe quelle journée ensoleillée. Pour faire fondre le sable, il faut le chauffer à environ 1 700 °C, ce qui correspond à peu près à la température atteinte par une navette spatiale lorsqu'elle rentre dans l'atmosphère terrestre.

Le sable couramment utilisé pour fabriquer le verre est composé de petits grains de cristaux de quartz, constitués de molécules de dioxyde de silicium, également connu sous le nom de silice. Lorsque ces molécules sont chauffées à des températures suffisamment élevées, le sable fond et perd sa structure cristalline ; en refroidissant, il acquiert une structure entièrement différente. Cette structure, au niveau moléculaire, se situe quelque part entre le liquide et le solide. Cet état intermédiaire est connu sous le nom de solide amorphe, ce qui signifie qu'il possède une partie de la structure cristalline d'un solide associée au caractère aléatoire des molécules d'un liquide.

Fusion du verre
En fonction du mélange de sable, le verre peut avoir diverses propriétés. Certains éléments ou produits chimiques mélangés au sable peuvent modifier la couleur du verre, par exemple. Les propriétés du verre peuvent également changer en fonction de la façon dont il est fabriqué et des processus par lesquels il est façonné par la suite. Pour renforcer le verre, les fabricants peuvent utiliser la trempe thermique pour le chauffer et le refroidir rapidement. Le verre peut également être renforcé chimiquement par un processus d'échange d'ions qui rend la surface du verre plus résistante.

Le verre que la plupart des gens connaissent est le verre sodocalcique, qui est une combinaison de soude (également connue sous le nom de carbonate de soude ou de lessive de soude), de calcaire et de sable. Bien qu'il soit possible de fabriquer du verre simplement en chauffant puis en refroidissant rapidement de la silice, la fabrication du verre sodocalcique est un peu plus complexe. L'ajout de soude (carbonate de sodium) permet d'abaisser le point de fusion du sable afin de le transformer en verre à des températures plus basses et d'économiser de l'énergie lors de la fabrication. Cependant, l'ajout de soude au mélange réduit sa durabilité chimique, ce qui le rend susceptible de se dissoudre au contact de liquides. Pour la plupart des applications, cela n'est pas souhaitable, c'est pourquoi on ajoute également du calcaire (carbonate de calcium) au mélange, qui agit comme un stabilisateur. Une fois que le mélange de silice, de soude et de calcaire est chauffé, il peut être refroidi et moulé pour une variété d'applications.
Chez Corning, nous connaissons le verre. Nous savons comment le renforcer grâce à des processus chimiques tels que l'échange d'ions, et nous savons comment le plier pour fabriquer des fibres optiques qui peuvent s'étirer sur de grandes distances. Notre connaissance du verre remonte à plus d'un siècle, ce qui nous permet de rester à la pointe de la recherche et du développement. Du simple verre sodocalcique aux structures de verre complexes qui permettent la réalité augmentée, le verre est un matériau adaptable et polyvalent. C'est pourquoi, après plus de 165 ans, nous continuons à faire de nouvelles découvertes.
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