L'éco

Apr 13, 2024

Il y a des rires au téléphone lorsque John Mauro pose ma question à l'un de ses chercheurs : combien de coups de maillet faut-il pour briser le nouveau verre qu'ils ont développé ?

"Vous devez y mettre votre corps", explique le professeur Mauro, de l'Université d'État de Pennsylvanie, en décrivant comment le verre doit d'abord être profondément gratté avec un stylet en diamant ou en carbure de tungstène - puis martelé par un chercheur postdoctoral brandissant un maillet.

Le professeur Mauro affirme que l'invention, appelée LionGlass, est dix fois plus résistante que le verre standard. Imaginez une bouteille de vin indemne, même après être tombée sur le carrelage d'une cuisine.

Cependant, peu de détails sur LionGlass sont disponibles car la recherche n'a pas encore été publiée dans une revue à comité de lecture et l'équipe n'a que récemment déposé une demande de brevet.

Un détail clé est que, contrairement au verre standard, la production de ce verre ne nécessite ni carbonate de sodium ni calcaire. Les ingrédients alternatifs sont actuellement un secret bien gardé.

Les gens fabriquent du verre depuis des milliers d’années. Prisé pour ses qualités de bijou et pour sa capacité à prendre des formes complexes, il a néanmoins toujours eu un talon d'Achille : il se brise. Mais peut-être pas pour très longtemps.

Des pare-brise de voiture aux flûtes à champagne, les applications qui bénéficieraient d'un verre plus durable sont infinies.

Il existe une forte concurrence pour savoir qui peut fabriquer le verre le plus solide et le plus durable à un prix raisonnable. Cela pourrait changer le monde.

"Si nous voulons vraiment avoir un impact sur l'empreinte carbone, nous devons nous attaquer au silicate sodo-calcique", déclare le professeur Mauro.

Le carbonate de sodium et le calcaire libèrent du dioxyde de carbone (CO2) lorsqu'ils sont chauffés avec du sable de quartz - une recette courante pour le verre - et le processus de fabrication nécessite des températures élevées, consommant beaucoup d'énergie.

LionGlass, en revanche, n'utilise pas ces matériaux riches en carbone et ses températures de production sont inférieures de 300°C à 400°C.

Le problème est que, comme le verre a une tolérance thermique inférieure à celle des autres verres, il ne peut pas être utilisé pour les écrans de smartphones ou de tablettes, qui sont très demandés.

Pour les fabriquer, le verre doit être capable de supporter des températures élevées pendant le processus de production.

"Si le verre change de dimensions au cours de ce processus, les pixels peuvent alors être mal alignés", explique le professeur Mauro.

Mais LionGlass pourrait avoir de nombreuses autres utilisations : la vaisselle en verre et les fenêtres des bâtiments, par exemple.

Les installations de verrerie existantes devraient être capables de le fabriquer sans changer d'équipement et le verre ne nécessite aucun travail supplémentaire une fois fabriqué. Sa résistance est une "propriété intrinsèque de la structure du verre", explique le professeur Mauro.

LionGlass pourrait avoir un impact « pratiquement partout où vous voyez du verre », à l'exception des smartphones, déclare Robert Ritchie de l'Université de Californie à Berkeley.

Le professeur Ritchie et ses collègues ont développé un verre non transparent plus résistant que l'acier il y a environ dix ans.

Un nouveau type de verre pourrait aider les architectes à repenser la façon dont ils utilisent ce matériau, explique Cheryl Atkinson, d'Atkinson Architect au Canada. LionGlass, étant si résistant, pourrait permettre, par exemple, des vitres beaucoup plus fines.

"Cela allégerait certainement le poids des vitrages isolants ou des triples vitrages", note-t-elle, soulignant que cela réduirait les émissions de CO2 liées au transport du verre.

Cependant, l'un des problèmes de la technologie actuelle des fenêtres est que les joints en plastique sur les bords des unités à double ou triple vitrage tombent souvent en panne après quelques dizaines d'années. Ce n'est pas uniquement une question de qualité du verre lui-même.

De plus, conscients de l'importance de l'efficacité énergétique, les architectes, dont Mme Atkinson, utilisent déjà moins de verre dans leurs conceptions afin de réduire les pertes de chaleur des bâtiments en hiver et d'éviter un chauffage intérieur excessif les jours ensoleillés.

L'ancien employeur du professeur Mauro, Corning, célèbre pour son verre Gorilla Glass utilisé dans les écrans de smartphones, de tablettes et de télévision, fabrique d'autres produits tels que du verre pour flacons pharmaceutiques ultra résistants - y compris pour les vaccins Covid-19 - et du verre architectural pour les bâtiments.