Verre flotté et verre roulé
Verre flotté
Le procédé float, inventé par Sir Alastair Pilkington en 1952, permet de fabriquer du verre plat.Ce procédé permet la fabrication de verres clairs, teintés et à couches pour le bâtiment, et de verres clairs et teintés pour les véhicules.
Il existe environ 260 usines de float dans le monde, produisant ensemble environ 800 000 tonnes de verre par semaine.Une usine float, qui fonctionne sans interruption pendant 11 à 15 ans, produit environ 6 000 kilomètres de verre par an dans des épaisseurs de 0,4 mm à 25 mm et des largeurs allant jusqu'à 3 mètres.
Une ligne de flottaison peut mesurer près d’un demi-kilomètre de long.Les matières premières entrent par une extrémité et de l'autre, des plaques de verre sortent, découpées avec précision selon les spécifications, à des rythmes pouvant atteindre 6 000 tonnes par semaine.Entre les deux se trouvent six étapes hautement intégrées.
Fusion et affinage
Des ingrédients à grains fins, dont la qualité est étroitement contrôlée, sont mélangés pour former un lot qui coule dans le four chauffé à 1 500 °C.
Aujourd'hui, Float fabrique du verre d'une qualité proche de l'optique.Plusieurs processus – fusion, affinage, homogénéisation – se déroulent simultanément dans les 2 000 tonnes de verre en fusion contenues dans le four.Ils se produisent dans des zones distinctes dans un flux de verre complexe entraîné par des températures élevées, comme le montre le diagramme.Il s'agit d'un processus de fusion continu, d'une durée pouvant atteindre 50 heures, qui délivre du verre à 1 100 °C, sans inclusions ni bulles, en douceur et en continu dans le bain flottant.Le processus de fusion est la clé de la qualité du verre ;et les compositions peuvent être modifiées pour changer les propriétés du produit fini.
Bain flottant
Le verre du fondoir s'écoule doucement sur un bec réfractaire sur la surface miroir de l'étain fondu, en commençant à 1 100 °C et en quittant le bain flottant sous la forme d'un ruban solide à 600 °C.
Le principe du verre flotté est inchangé depuis les années 1950, mais le produit a radicalement changé : d'une épaisseur d'équilibre unique de 6,8 mm à une gamme allant du submillimétrique à 25 mm ;d'un ruban fréquemment gâché par des inclusions, des bulles et des stries jusqu'à une perfection presque optique.Float offre ce que l'on appelle la finition au feu, l'éclat de la nouvelle porcelaine.
Recuit, inspection et découpe sur commande
● Recuit
Malgré la tranquillité avec laquelle le verre flotté est formé, des contraintes considérables se développent dans le ruban lors de son refroidissement.Trop de contrainte et le verre se brisera sous le coupeur.L'image montre les contraintes à travers le ruban, révélées par la lumière polarisée.Pour soulager ces contraintes, le ruban subit un traitement thermique dans un long four appelé arche.Les températures sont étroitement contrôlées le long et à travers le ruban.
●Inspection
Le procédé float est réputé pour fabriquer du verre parfaitement plat et sans défaut.Mais pour garantir la plus haute qualité, une inspection a lieu à chaque étape.Parfois une bulle n'est pas éliminée lors du raffinage, un grain de sable refuse de fondre, un tremblement dans l'étain fait des ondulations dans le ruban de verre.L'inspection automatisée en ligne fait deux choses.Il révèle les défauts de processus en amont qui peuvent être corrigés, permettant aux ordinateurs en aval d'orienter les coupeurs autour des défauts.La technologie d’inspection permet désormais d’effectuer plus de 100 millions de mesures par seconde sur le ruban, localisant ainsi les défauts que l’œil nu serait incapable de voir.
Les données pilotent les découpeuses « intelligentes », améliorant encore davantage la qualité du produit pour le client.
●Découpe sur commande
Les meules diamantées coupent les lisières – les bords stressés – et coupent le ruban à la taille dictée par l'ordinateur.Le verre flotté est vendu au mètre carré.Les ordinateurs traduisent les exigences des clients en modèles de coupes conçus pour minimiser le gaspillage.
Verre roulé
Le processus de laminage est utilisé pour la fabrication de verre pour panneaux solaires, de verre plat à motifs et de verre armé.Un flux continu de verre fondu est versé entre des rouleaux refroidis à l'eau.
Le verre laminé est de plus en plus utilisé dans les modules photovoltaïques et les collecteurs thermiques en raison de sa transmission plus élevée.Il y a peu de différence de coût entre le verre laminé et le verre flotté.
Le verre roulé est particulier en raison de sa structure macroscopique.Plus la transmission est élevée, mieux c'est et aujourd'hui le verre laminé à haute performance à faible teneur en fer atteindra généralement une transmission de 91 %.
Il est également possible d'introduire une structure surfacique à la surface du verre.Différentes structures de surface sont choisies en fonction de l'application envisagée.
Une structure de surface ébarbée est souvent utilisée pour améliorer la force d'adhérence entre l'EVA et le verre dans les applications photovoltaïques.Le verre structuré est utilisé dans les applications photovoltaïques et thermosolaires.
Le verre à motifs est fabriqué selon un processus en un seul passage au cours duquel le verre s'écoule vers les rouleaux à une température d'environ 1 050 °C.Le rouleau inférieur en fonte ou en acier inoxydable est gravé du négatif du motif ;le rouleau supérieur est lisse.L'épaisseur est contrôlée par ajustement de l'écart entre les rouleaux.Le ruban quitte les rouleaux à environ 850°C et est soutenu sur une série de rouleaux en acier refroidis à l'eau jusqu'à l'arche de recuit.Après recuit, le verre est découpé sur mesure.
Le verre armé est fabriqué selon un processus à double passage.Le processus utilise deux paires de rouleaux de formage refroidis à l'eau, chacun alimenté par un flux séparé de verre fondu provenant d'un four de fusion commun.La première paire de rouleaux produit un ruban de verre continu, moitié moins épais que le produit final.Celui-ci est recouvert d'un treillis métallique.Une deuxième alimentation en verre, pour donner un ruban de même épaisseur que le premier, est ensuite ajoutée et, avec le treillis métallique « pris en sandwich », le ruban passe à travers la deuxième paire de rouleaux qui forment le ruban final de verre armé.Après recuit, le ruban est coupé par des agencements spéciaux de découpe et d'encliquetage.