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Modification de la surface du verre de base

La surface du verre peut être modifiée par de très nombreuses méthodes. Pour les vitrages de l’automobile, ce sont principalement l’émaillage et le dépôt de couche à réflexion infrarouge qui ont aujourd’hui la faveur des concepteurs. Les couches à réflexion solaire ont perdu un peu de leur place au profit des verres très fortement teintés.

Les dépôts de couches pyrolytiques sont utilisés pour produire des couches de protection solaire. On trouve, aujourd’hui ces produits principalement pour des toits de véhicules.

Des lustres (émaux de métaux nobles qui produisent des couches très réfléchissantes) sont aussi utilisés pour la production de motifs décoratifs (avec des dépôts par sérigraphie) pour les toits.

Emaillage

Un émail est une fine couche de verre dont la fusion est réalisée, in situ, sur la surface du verre à émailler. L’émaillage est souvent réalisé en deux étapes principales : dépôt d’une pâte humide (oxydes finement broyés et dispersés dans un médium organique) par sérigraphie (au travers des fines mailles d’une toile métallique) qui permet de réaliser un dépôt localisé et/ou des motifs décoratifs. La cuisson de l’émail assure sa liaison durable avec le verre de base. Cette cuisson est très souvent associée à l’opération de formage pour les produits destinés au feuilletage ou à l’opération de formage et de trempe pour les produits trempés. Les émaux sont des verres, typiquement non-transparents, à bas point de fusion chargés en oxydes colorant et opacifiant.

Ces mélanges ont été réalisés pendant de très nombreuses années avec des oxydes de plomb et de cadmium. (Le plomb est utilisé pour son pouvoir fondant, le cadmium pour ses propriétés colorantes). La recherche de compositions n’utilisant plus les métaux dits «lourds» ont éliminé ces oxydes.

Les émaux d‘aujourd’hui ont remplacé le plomb et le cadmium par des oxydes de zinc, d’étain, de titane, de baryum et des oxydes colorants réputés non toxiques (fer, cuivre, nickel, …). A l’origine l’émail noir (disposé sur le pourtour des vitrages) était utilisé pour la protection des colles face au rayonnement ultraviolet. L’émaillage est très utilisé pour la décoration avec le développement de dépôts de couleur qui se substituent, en partie, aux dépôts antérieurs qui, tous, étaient noirs. Il est aussi utilisé pour cacher des dispositifs que l’on veut être non-visibles derrière le verre.

Les réseaux chauffants des lunettes arrière sont généralement produits au moyen de pâtes riches en d’argent. Le taux d’argent, la taille des lignes conductrices et leur géométrie définissent la résistance électrique de l’ensemble. Un connecteur soudé sur le réseau assure la liaison avec le circuit électrique du véhicule et l’antenne radio (quand celle-ci est intégrée à la lunette arrière).

Couches réfléchissant le rayonnement visible

Ces couches, développées au cours des années 70, ont été les premières couches à être largement utilisées dans l’automobile, en particulier pour les toits. Ces couches, souvent produites par pyrolyse, offrent une excellente durabilité et sont disposées sur la face extérieure du vitrage. La réflexion est voisine de 30%. La durabilité est excellente si la trempe est réalisée de façon appropriée (Une trempe qui n’est pas bien conduite peut provoquer des fissurations du film, altérant, alors, la durabilité de la couche).

Couches réfléchissant le rayonnement infrarouge

Ces couches ont été développées au cours des années 90 et ont connu rapidement un énorme succès. Elles réduisent les apports thermiques à travers le pare-brise et ont contribué à une augmentation de la surface de ceux-ci. Ces couches ont profondément modifié l’aspect des pare-brise de nombreux véhicules, leur donnant une réflexion de teinte bleue à laquelle nous n’étions pas habitués. Ces couches transmettent le rayonnement visible et réfléchissent le rayonnement infrarouge. Elles ont une structure comparable aux couches faiblement émissives qui équipent, aujourd’hui, les fenêtres de nombreux immeubles. Ces couches peuvent assurer, aussi, sous certaines conditions les fonctions de dégivrage et de désembuage.

Ces couches sont déposées sous vide par pulvérisation cathodique magnétron. Trois méthodes coexistent: dépôt de couche sur verre plat et formage du verre ultérieur (cette méthode exige des précautions particulières au formage pour ne pas endommager la couche), dépôt de couche sur un verre déjà mis en forme et traité thermiquement (les installations de dépôt de couches sont moins bien utilisées dans ce cas-ci), dépôt de couches sur une feuille de matière plastique (souvent du PET, polyethylene terephtalate) qui est introduite entre deux feuilles de verre, au moyen de PVB (toutes les couches ne se prêtent pas bien à cette méthode).

Ces couches disposent, maintenant, d’une fenêtre (transparente au rayonnement infrarouge) qui assure la liaison entre l’intérieur du véhicule et les installations de détection des péages sur les autoroutes. Le pare-brise à couche Sungate développé par PPG est un des exemples typiques de produit à couche très performante.

Couches diverses

• Les couches qui rendent la surface du verre plus facilement nettoyable (je préfère ce concept à celui d’autonettoyant, plus discutable), sont des surfaces hydrophiles pour lesquelles la décomposition (par oxydation) des résidus organiques est catalysée par de l’oxyde de titane.

• Les couches hydrophobes qui facilitent l’écoulement des gouttes (par modification de la tension superficielle de la surface) vont se développer dans l’automobile avec leur durabilité qui s’améliorera.

• Les couches anti-réflexion vont se développer avec la demande des designers de mettre en oeuvre des pare-brise de plus en plus inclinés. Des couches anti-réflexion seront indispensables pour éviter la réflexion gênante, sur le pare-brise, des instruments du tableau de bord [l’indice de réfraction du verre sodocalcique (voisin de 1,52) donne des vitrages dont la réflexion est voisine de 8%].

 
 
 
 
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