Le verre

Résumé du document

Si dans le language courant, le verre désigne un matériau fragile et transparent bien connu depuis l'antiquité, d'un point de vue chimique sa portée est plus vaste et difficile à définir. C'est pourquoi dans une première partie je présenterai l'aspect chimique du verre. La production annuelle de verre en France est de plus de 5 millions de tonnes en 1998 ce qui représente 6% de la production mondiale. Dans une seconde partie je développerai donc les méthodes de fabrication de cette matière aux applications variées. En effet, de l'utilisation quotidienne à la haute technologie, le verre présente un intérêt tout à fait particulier dans le domaine optique. Je m'attacherai donc dans une troisième partie à décrire ses nombreuses qualités qui font de lui un instrument d'optique. Enfin, la dernière partie sera consacrée à une technologie de pointe qui présente un intérêt toujours grandissant : la fibre optique.

Extraits

[...] Parmi les fibres multimodes, on distingue les fibres à faible indice ou saut d'indice (débit limité à 50 Mb/s) et les fibres à gradient d'indice (débit limité à 1 Gb/s). Les fibres monomodes ont un diamètre de cœur faible (10 microns) par rapport au diamètre de la gaine (125 microns) et sont proches de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde de la lumière injectée. L'onde se propage alors sans réflexion et il n'y a pas de dispersion nodale. La bande passante transmise sur une fibre monomde est presqu'infinie Gb/s). [...]

[...] Il existe deux types de verres photochromiques. Certains comprennent dans leur masse vitreuse de minuscules grains de chlorure d'argent uniformément répartis. L'intensité de ces verres évolue à la lumière en un temps relativement long, de l'ordre d'une minute. D'autres sont constitués de deux feuilles de verres entre lesquelles est intercalé un matériau comprenant des particules organiques photochromiques. Ce type de verre a une durée de vie limitée et s'emploie essentiellement en électrochimie (flash d'appareil photo). Les verres bor-silictés : Composés de silice et d'anhydride borique, ces verres ont pour caractéristique principale un faible coefficient de dilatation qui leur permet de bien résister aux chocs thermiques. [...]

[...] La viscosité du liquide est une image du degrés de liberté avec laquelle ces atomes peuvent se déplacer les uns par rapport aux autres. La plupart des composés minéraux donnent en fondant des liquides de viscosité peu élevée (quelques centipoises) qui lors du refroidissement cristallisent rapidement. En effet, les atomes ont la possibilité de trouver rapidement leur place stable à l'état solide. Les germes solides ont une parfaite et l'édifice ordonné se construit autour de ces germes. Réseaux vitreux Cependant, il existe des substances qui en fondant donnent des liquides à viscosité élevée (105 à 107 poises). [...]

[...] Les grosses bulles s'éliminent facilement en venant se crever à la surface du verre fondu. Les bulles plus fines sont nourries par des gaz produits dans la masse du verre par des agents affinants en particulier le sulfate de sodium. Ce composé n'est pas complètement détruit lors de la fusion, l'O2 et le SO2 produit par sa décomposition alimentent les petites bulles qui sont ainsi évacuées à la surface. Le façonnage Après la fusion et l'affinage, le verre se refroidit à l'extrémité de la cuve. [...]

[...] Le verre optique I)Caractéristique du verre optique La qualité requise Il faut que le verre est une très grande homogénéité chimique et physique pour éviter que son indice de réfraction ne varie pas d'un point à un autre, ce qui ferait varier de la même façon les vitesses de proagation des rayons lumineux qui le traversent. Les qualités à donner à une surface seront différentes selon que celle ci doit être transparente comme dans les lentilles, ou réfléchissante comme dans les miroirs. En effet, la réflexion renvoie un rayon lumineux sous un angle double de l'angle d'incidence, si bien que la tolérance des surfaces réfléchissantes est quatre fois plus rigoureuse que celle des surfaces transparentes. Il faut aussi que le verre soit parfaitement pur pour être transparent. [...]