LA COLLECTE,LE TRI ET LE RECYCLAGE DU VERRE DES DECHETS MENAGERS ET ASSIMILLES
QU'EST CE QUE LE VERRE ? - PARTIE II
1 - POUR LA PETITE HISTOIRE
Le verre est l’un des plus anciens matériaux utilisé par l’Homme. Dès l’âge de pierre, un verre naturel d’origine volcanique, l’obsidienne, servait d’instrument tranchant.
Les plus anciens objets en verre produits par l’Homme ont été retrouvés en Egypte et datent de 3 000 ans avant Jésus-Christ. Leur fabrication reprend un procédé découvert par des marins en Mésopotamie environ 4 500 ans avant Jésus-Christ. Pour installer leur feu de camp sur une plage de sable, ils ont utilisé des blocs de soude naturelle qu’ils transportaient et ont remarqué la formation de perles de « verre » dans le foyer.
Tout d’abord utilisé en morceaux taillés comme objets d’ornementation, le verre est destiné à devenir un contenant alimentaire vers 1 500 ans avant Jésus-Christ. La technique de fabrication consistait à mouler les bols, carafes et autres coupes, autour d’une structure de sable ou d’argile. Cette technique est importée en Europe vers 900 avant Jésus-Christ par les empires romain et grec.
L’invention de la canne de soufflage, probablement par les Phéniciens vers 200 avant Jésus-Christ, a bouleversé les techniques de façonnage. Cette découverte a favorisé l’art verrier qui s’est répandu de l’Orient vers l’Occident grâce à l’empire romain.
L’influence historique de l’église a également stimulé l’art du verre coloré pour la fabrication de vitraux. Dès le XIème siècle, Venise est la capitale européenne de l’art verrier avec « le cristal de Venise ».
En France, le contrôle de l’industrie du verre par les autorités commence au XVIème siècle. A partir de 1665, COLBERT concentre l’industrie verrière en créant l’industrie du verre plat devant fournir les miroirs pour le château de Versailles. Il fonde la « Manufacture Royale des Glaces de France » pour lutter contre le monopole de Venise.
A la fin du XVIIIème siècle, le développement de l’industrie chimique a révolutionné l’industrie verrière. La soude fabriquée à partir de sel marin remplace la soude naturelle et la chaux contenue dans les cendres naturelles est substituée par celle fabriquée à partir de calcaire.
Vers la fin du XIXème siècle, la révolution industrielle a permis l’introduction des processus mécanisés de formage du verre.
C’est au XXème siècle que cette industrie devient une industrie de grande production avec la mise en place des fours à feu continu et grâce aux progrès réalisés dans l’automatisation de la production.
Les propriétés du verre et leur amélioration constante en font un matériau presque omniprésent. Incolore ou teinté, à l’état massif ou de fil, en plein jour ou à l’abri des regards, il est l’un des matériaux le plus utilisé par notre société de consommation.
2 - LES PROPRIETES DU VERRE
2.1 - Les propriétés chimiques
Le verre est un matériau minéral auquel plusieurs définitions peuvent être attribuées. Elles sont différentes suivant que l’on considère le verre comme :
- un solide obtenu par figement d’un liquide qui n’a pas cristallisé (définition opérationnelle) ;
- un solide non cristallin ou vitreux (définition structurale).
Ces définitions ne peuvent être dissociées et leur complémentarité permet d’obtenir une définition complète du verre qui est un liquide figé caractérisé par son état vitreux.
En plus des propriétés précédentes, la composition chimique du verre, c’est à dire l’ensemble des éléments chimiques qui le constitue, en fait un matériau considéré comme inaltérable (la dégradation s’effectue sur plusieurs milliers d’années).
2.2 - Les propriétés physiques
Les propriétés physiques du verre définissent ses caractéristiques propres en tant que matériau. Ces propriétés sont :
- mécaniques ;
- thermiques ;
- optiques.
2.2.1. - Les propriétés mécaniques
Le verre est un matériau fragile sur le plan mécanique. Il peut être renforcé par des fibres ou de la matière organique pour le rendre très résistant. Afin de décrire les qualités et les défauts du verre en situations de mises sous contrainte, les paramètres suivants sont analysés :
- le module élastique : déformation du verre avant sa rupture ;
- la contrainte de rupture : force à appliquer sur le verre afin de le casser ;
- la corrosion sous contrainte : vitesse de propagation d’une fissure causée par l’altération due à l’eau ;
- la fatigue du verre : usure du verre fragilisé par modification et augmentation des défauts de surface lors d’un traitement (ex : le verre à vitres piqué au bout de nombreuses années sous l’effet des conditions climatiques) ;
- la dureté : aptitude d’un verre à rayer ou à être rayé par un autre matériau. Sur l’échelle des minéralogistes (échelle de Mohs), le verre a une dureté de 6 alors que le talc a une dureté de 1 et le diamant une dureté de 10. Ainsi le verre est rayé par un diamant.
2.2.2. - Les propriétés thermiques
Le verre est un matériau dont les propriétés évoluent en fonction des variations de température. Ces propriétés sont :
- la chaleur spécifique : représente la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d’un degré pour un gramme de matériau (par exemple pour le verre à vitres il faut 0,8 joules pour augmenter la température de 1 degré pour 1 gramme de matière) ;
- la conductibilité thermique : détermine la vitesse de changement de température que peut subir le verre ;
- le coefficient de dilatation : permet d’exprimer la variation du volume du verre selon la variation de température.
D’après les propriétés thermiques précédentes, le verre possède une bonne résistance aux chocs thermiques (plus grande différence de température à laquelle le matériau peut être soumis sans casser). Il peut également être défini comme un isolant thermique, du fait de sa faible diffusion de chaleur.
2.2.3. - Les propriétés optiques
La connaissance et la maîtrise des propriétés optiques du verre sont nécessaires pour la fabrication de nombreux objets : lunettes, vitres, loupes, miroirs, etc. Les principales propriétés sont les suivantes :
- la réflexion : changement de direction des ondes lumineuses qui rencontrent un corps interposé ;
- la transmission : passage et déviation d’un rayon lumineux au travers d’un matériau ;
- l’absorption : capacité d’un matériau à absorber un faisceau lumineux et à diminuer son intensité (exemple des lunettes de soleil qui absorbent une partie de la lumière) ;
- la diffusion : dissémination des rayons lumineux produits par transmission au travers d’un milieu (exemple de la diffusion d’un rayon lumineux dans l’eau) ;
- la dispersion : décomposition de la lumière en plusieurs faisceaux lumineux (exemple de l’arc-en ciel qui est un phénomène de dispersion de la lumière sur un mur d’eau).
De plus, l’ajout de certains métaux dans la fabrication du verre lui confère une coloration1. Celle-ci est dépendante de la nature du verre. La coloration du verre permet de modifier les caractéristiques optiques du verre, en filtrant, par exemple, les rayons de la lumière pour protéger un contenu.
Le verre est un matériau dont les qualités sont nombreuses. Il est considéré comme inaltérable en raison de ses propriétés chimiques. Ses propriétés physiques en font un matériau à la fois fragile et résistant. En effet, ses propriétés mécaniques le rendent fragile mais ses propriétés thermiques en font un matériau très résistant à la chaleur, ainsi qu’un bon isolant thermique. Enfin, ses propriétés optiques peuvent être utilisées dans de nombreux domaines pour des appareillages de recherche (chimie, physique, biologie, astronomie, etc.), ou pour la fabrication de produits commerciaux (vitrage, en raison de sa transparence, bouteilles colorées, etc.).
Toutes ces propriétés expliquent que le verre reste un matériau inégalable qui est utilisé dans de nombreux domaines industriels et présent sous toutes ses formes dans notre société.
1 Voir III.1.1.2