VISUALISATION DE LA TRANSFORMATION DU SABLE EN VERRE

Comprendre en détail comment des poudres deviennent un verre lorsqu'on les chauffe à des températures de l'ordre de 1 000 à 1 500 ⁰C afin d'améliorer les procédés de fabrication, tel est le but d'une étude menée par des chercheurs du laboratoire SVI (surface du verre et interfaces), une unité de recherche commune du C.N.R.S. et de Saint-Gobain installée à Aubervilliers dans la région parisienne. L'originalité de l'approche est d'utiliser une technique d'imagerie 3D par tomographie X, grâce aux puissantes lignes de lumière du synchrotron européen (l'E.S.R.F., European Synchrotron Radiation Facility) de Grenoble. Les chercheurs ont étudié un mélange proche de celui utilisé pour fabriquer le verre à vitres, composé de deux tiers de sable de silice et d'un tiers de carbonates de sodium et de calcium. Le faisceau de rayons X délivré par le synchrotron a permis d'obtenir toutes les quinze secondes une image en 3D de la réaction en cours, avec une résolution spatiale de l'ordre du micromètre. Ainsi, l'équipe d'Elin Sondergard a pu observer les contacts qui s'opèrent entre les éléments présents avant la transformation de matériaux granulaires en verre fondu. Ces images ont révélé l'importance des contacts entre grains d'espèces différentes, qui déterminent si les réactions menant à la production du verre liquide se produisent ou au contraire produisent des défauts cristallins. Dans leur article publié en mai 2012 par The Journal of the American Ceramic Society, les chercheurs insistent sur l'importance de la haute réactivité du carbonate de sodium à l'état solide : sa grande mobilité avant la fonte des matériaux favorise les réactions en augmentant le nombre de contacts avec les autres grains. À long terme, on espère que de tels travaux permettront de trouver des procédés de fabrication plus rapides et moins gourmands en énergie.

— Bernard PIRE