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Les Particularités du Verre

On a Observé la Métamorphose du Sable en Verre

C'est une première ! Une équipe française a réussi à filmer la métamorphose du sable en verre.

En soumettant des grains de silice, de carbonate de calcium et de carbonate de sodium à un faisceau intense de rayons X, Emmanuelle Gouillart et son équipe de l'entreprise Saint-Gobain ont pu les voir s'agiter, se ramollir et se rapprocher jusqu'à ne former plus qu'un : un liquide visqueux qui, en refroidissant, devient du verre. "Enfin, nous pouvons voir comment la structure des grains évolue à mesure que la température augmente, se félicite la chercheuse. Jusque là, on étudiait la formation du verre en s'intéressant aux réactions chimiques, on ne pouvait donc recueillir que des informations globales".
Les images inédites n'ont pas tardé à être exploitées : à peine sont-elles apparues sur l'écran que la chercheuse s'est étonnée du comportement du carbonate de sodium : "Il est très mobile et extraordinairement réactif, précise-t-elle. Il se jette sur les grains qui lui sont proches avant de se déformer pour les recouvrir et réagir avec eux !" Le carbonate de sodium pourrait ainsi accélérer l'homogénéisation du mélange et jouer le rôle d'un catalyseur. Les chercheurs rêvent déjà de tenir l'un des ingrédients de la recette miracle : celle d'un sable qui se changerait en verre à basses températures.

M.F. - SCIENCE & VIE > Août > 2012

Du Verre aussi Solide que de l'Acier

C'est le matériau tout juste conçu par le laboratoire du Caltech, aux États-Unis.

Composé notamment de palladium et d'argent, ce nouvel alliage se déforme sous la contrainte au lieu de casser. Il pourrait servir à fabriquer des implants dentaires d'ici à cinq ans.

L.B. - SCIENCE & VIE > Mars > 2011

Proche du Zéro Absolu, le Verre devient Liquide

Un vrai casse-tête que le comportement du verre au niveau atomique ! En effet, celui-ci échappe aux lois classiques du comportement des solides, et les chimistes font parfois appel aux lois de la mécanique quantique.

C'est ainsi que des chercheurs israéliens et américains viennent de tomber sur un résultat étonnant : le verre pourrait devenir liquide non pas seulement en chauffant, mais aussi en refroidissant, quand sa température s'approche du zéro absolu (-273,15°C). Un résultat pour l'instant complètement théorique...

A.D. - SCIENCE & VIE > Avril > 2011

Le Verre est un Liquide

Lorsqu'un liquide quelconque refroidit, ses molécules au départ agitées et désordonnées finissent par adopter une structure cristalline, ordonnée et figée.

Mais les molécules du verre, elles, conservent, en se figeant, une structure totalement aléatoire, caractéristiques d'un liquide. Et ce, même à des températures où le verre devient solide, voire dur comme une pierre. D'ailleurs, avec le temps, un morceau de verre finit par abandonner sa forme initiale et "couler" comme un camembert ! Mais le phénomène est imperceptible : il se produit sur une échelle de 10 milliards d'années (autrement dit, l'âge de l'Univers).

M.G. - SCIENCE & VIE > Août > 2010

Le Mystère du Verre s'Éclaircit

Avec ses atomes en désordre, le verre n'a rien d'un solide, mais il en a l'aspect.

Son changement d'état lorsqu'il refroidit, peut-il être qualifié de "transition de phase" ?

Oui, mais d'un genre noueau, répondent des chercheurs américains et britanniques. Ils ont montré que dans le verre proche de la transition, coexistent des régions liquides et solides.

Deux états qui ne font brutalement plus qu'un quand il refroidit.

M.F. - SCIENCE & VIE > Avril > 2009

Une Voix peut-elle Briser un Verre ?

Oui, mais pas la voix de n'importe qui.

Pour se briser, un objet doit entrer en résonance, c'est-à-dire se mettre à vibrer avec des oscillations de plus en plus fortes jusqu'au moment où il atteint son point de rupture. La résonance est provoquée quand un objet est soumis à une onde sonore dont la fréquence est exactement accordée à la fréquence propre de l'objet. De plus, cette onde doit être constante et d'une intensité suffisante. De fait, seules quelques voix particulières comme celles des chanteurs d'opéra sont capables de maintenir suffisamment longtemps une note pour briser un verre.

P.M. - ÇA M'INTÉRESSE > Janvier > 2010

Un simple Son peut-il réellement Casser du Verre ?

Si vous pensez à la Castafiore, le fameux personnage des aventures de Tintin, dont la voix suraiguë et tonitruante brise le verre dans Les biioux de la Castafiore, la réponse est non, tout simplement parce que la voix humaine est loin d'être assez puissante. Cela dit, un son peut bel et bien briser du verre, à condition d'être émis assez fort et surtout à une fréquence bien particulière.

En effet, l'onde sonore se manifeste par une variation plus ou moins rapide de la pression du fluide dans lequel elle se propage. Arrivées sur le verre, les oscillations de l'air vont se transmettre au matériau sous forme de contraintes mécaniques. Or, comme n'importe quel objet, le verre possède une fréquence fondamentale, liée à sa composition et à sa forme. Les contraintes mécaniques seront particulièrement amplifiées lorsqu'elles correspondent à cette fréquence fondamentale. C'est le principe de résonance.

La fréquence propre d'un verre à boire, par exemple, est la note qui résonne lorsqu'on le fait tinter. Elle lui est intrinsèque, et indépendante du mode d'excitation. Si l'on reproduit cette note précise grâce à des haut-parleurs, la vibration sera amplifiée par le matériau, un peu comme le mouvement d'une balançoire s'amplifie quand on la pousse au bon rythme. Si le son est assez puissant, la vibration du verre devient telle qu'il finit par se briser. Par exemple, la fréquence propre des carreaux des fenêtres est aux alentours de 100Hz, alors que celle des verres à boire est plus aiguë : environ 420Hz. Ainsi, après une explosion aussi dévastatrice que celle de l'usine AZF à Toulouse en 2001, de nombreuses vitres peuvent être soufflées, tandis que les verres de table restent intacts ! Le verre n'est donc pas si fragile qu'il y paraît et il doit cette solidité à la force des liaisons chimiques entre les atomes de silicium et d'oxygène qui le composent. Par ailleurs, contrairement aux atomes d'un cristal qui s'organisent en couches, ceux d'un verre se placent de manière aléatoire : c'est un matériau dit amorphe, au sein duquel la propagation d'une fissure est limitée. Au point qu'une fissure ne peut s'y former que dans les défauts de fabrication du verre, invisibles à l'oil nu mais synonymes de fragilité. De plus, lors de la résonance, l'onde qui se propage dans le matériau s'accompagne de contraintes mécaniques non homogènes : à certains endroits, l'intensité sera nulle, comme si le verre n'était soumis à aucune onde. À l'inverse, d'autres points vibreront fortement, ce sont les ventres de vibration. Ce n'est que lorsqu'un ventre de vibration se produit à l'emplacement d'un défaut dans la structure que peut se former une brèche. La Castafiore peut continuer de rire à pleine voix de se voir "Si belle en son miroir"...

B.R. - SCIENCE & VIE > Mars > 2008
 

   
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