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Les coulisses de la fabrication du verre plat chez Saint-Gobain Glass

Le verre est un élément omniprésent dans notre vie quotidienne, que ce soit à travers les fenêtres qui éclairent nos maisons, les miroirs reflétant nos salles de bain, ou encore dans les éléments décoratifs qui embellissent nos espaces. Cependant, derrière sa présence familière se cache un processus complexe de production. 

Dans le monde de la production de verre, la technique de la « ligne Float » occupe une place prépondérante. Cette méthode permet de générer du verre de manière ininterrompue, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7. Il en résulte un ruban de verre s'échappant des fours, parcourant environ 300 mètres avant d'être coupée en plateaux mesurant 6 mètres sur 3,21 mètres.

Les types de verres ainsi obtenus varient : des verres clairs classiques (PLANICLEAR®), des verres clairs bas carbone (ORAE®), extra-clairs (DIAMANT®), aux verres colorés (PARSOL®). Ces verres pourront être traités, transformés et assemblés ensuite. 

Dans cet article, nous plongerons dans les coulisses de l'industrie du verre plat, explorant les étapes clés de sa fabrication.
 

La fabrication du verre plat implique un processus connu sous le nom de méthode « float glass », qui est essentiel pour produire du verre de haute qualité. Ce processus commence par la fusion de matières premières (chaux, soude, silice, oxyde alumine magnésie) et du calcin (du verre recyclé provenant des usines de transformation et du recyclage des fenêtres) pour former du verre fondu

Ce verre fondu du four est versé à une température de plus de 1 000°C sur un bain d'étain en fusion. Il flotte sur cette surface plane et est étiré en un ruban. Des roues dentées, appelées "toprolls", situées sur les bords du ruban, ajustent l'épaisseur latérale du verre selon les besoins.

Pour refroidir le verre, il passe à une température d'environ 600°C à travers un tunnel de refroidissement long d'environ 140 mètres, appelé "étenderie". Il atteint enfin la température ambiante à la fin du processus. Ses propriétés mécaniques sont obtenues aux alentours de 500°C.

Après un contrôle qualité, le ruban de verre est découpé en plateaux selon les standards européens (6 mètres sur 3,21 mètres). Les bords du ruban sont éliminés par un automate. Les plateaux de verre sont ensuite relevés verticalement par des dispositifs à ventouses, puis placés sur des chevalets pour être transportés. On appelle ce procédé l’équarrissage. 

Les plateaux « float » peuvent être maintenant dirigés vers une autre section de l'usine, où des traitements de pointe sont réalisés sur l'une de leurs faces.
 

Les traitements

Ces traitements, effectués dans des équipements appelés « coaters » ou « lignes magnétrons », sont souvent désignés comme « hors ligne », en contraste avec les techniques pyrolytiques encore utilisées sur certaines lignes float.

Ces traitements confèrent au verre diverses propriétés telles que l'isolation thermique, le contrôle solaire ou la facilité de nettoyage, offertes par des gammes comme ECLAZ®, COOL-LITE®, ou TIMELESS® par exemple.

Au-delà, certaines installations se spécialisent dans la fabrication de verres feuilletés, de verres décoratifs et de miroirs. Par exemple, dans les ateliers de feuilletage, des plateaux de verre sont assemblés par des films de sécurité très résistants (gamme STADIP®), parfois conçus pour améliorer l'isolation acoustique (STADIP® SILENCE).

Pour créer du verre imprimé avec des reliefs sur l'une des faces, une technique spécifique est mise en œuvre très différente de la technique du float glass, impliquant des coulées de verre moins larges et des cylindres en métal pour marquer la surface dès la sortie du four (gammes DECORGLASS® et MASTERGLASS®).
Pour la fabrication de miroirs sur des verres transparents, une couche d'« argenture » est appliquée sur l'une des faces (gamme MIRALITE®).

En outre, pour le laquage de plateaux de grandes dimensions dans des couleurs classiques ou tendance de la gamme PLANILAQUE® COLOR IT, des couches de laques sont déposées sur l'une des faces.

En France, Saint-Gobain Glass détient également une installation qui perpétue une tradition vieille de plusieurs siècles : la fabrication de verre soufflé artisanalement à la bouche, débutée au XIXe siècle. À Saint-Just, près de Saint-Étienne, des équipes spécialisées produisent des manchons de verre qui sont ensuite découpés et étirés. Cette expertise demeure précieuse, notamment pour les projets de restauration du patrimoine.
 

Focus sur la ligne magnétron

La ligne magnétron est une installation sophistiquée conçue pour le dépôt de couches minces et transparentes sur des plaques de verre, permettant ainsi de modifier leurs caractéristiques physiques et d'obtenir des propriétés spécifiques. Voici une description détaillée de chaque étape du processus :

  • Approvisionnement automatique et dépileuses : Cette étape consiste à alimenter la ligne en verres de différentes épaisseurs à l'aide d'un magasin automatique et de dépileuses.

  • Lavage : Les plaques de verre sont d'abord nettoyées dans une machine à laver équipée de brosses rotatives. Elles sont ensuite rincées à l'eau déminéralisée et séchées. Pour éviter les entrées de poussières, le verre est introduit dans un tunnel en légère surpression.

  • Début de processus : Le verre entre dans une série de trois sas successifs, où il passe de la pression atmosphérique à un niveau de vide requis pour le dépôt des couches. Un plateau de dimensions spécifiques est introduit dans le premier sas toutes les 30 secondes. 

  • Pulvérisation magnétron : la technologie d’un magnétron consiste à déposer, sur une face du verre, un empilement de couches minces et transparentes, d’épaisseur et matériaux différents. Par l’introduction d’une faible pression d’argon et en imposant une forte tension électrique entre le matériau métallique, appelé la cible, solidaire, de la cathode (négative) et l’anode (positive), se crée un plasma. Il provoque un bombardement d’atomes de la cible qui se déposent à la surface du verre. Cet empilement de couches modifie les caractéristiques du verre pour obtenir les propriétés souhaitées (Isolation Thermique Renforcée et contrôle solaire par exemple). Ces couches d’épaisseur nanométrique sont invisibles à l’œil nu.

  • Contrôle qualité : Chaque plateau est soumis à un contrôle automatique, et des échantillons sont régulièrement prélevés par un opérateur pour des contrôles plus précis. Des contrôles complémentaires sont effectués dans un laboratoire central.

  • Relevage du verre : Le verre traité est relevé et mis en piles, avec un contre-volume (verre simple sans couche) au début de chaque pile pour protéger la couche du premier plateau relevé.

Focus sur la ligne feuilletée

  • Préparation de l'état de surface : Après un éventuel dépôt des couches, le verre passe à l’intérieur d’une machine à laver pour être nettoyé à l'eau déminéralisée. Il est ensuite séché.

  • Assemblage de deux plateaux de verre : Deux plaques de verre sont assemblées l'une sur l'autre avec un film intercalaire en PVB dans une salle blanche en surpression pour éviter les poussières. Les bords du film sont coupés automatiquement.

  • Retrait des bulles d'air, scellement des bords : Les verres assemblés sont introduits dans une calandreuse où ils sont comprimés par des rouleaux pour éliminer les bulles d'air principales. Des résistances réalisent le pré-collage. Ensuite, ces plateaux ainsi assemblés sont placés dans un autoclave pour enlever les microbulles d'air et sceller définitivement les verres.

  • Autoclave : Les verres assemblés sont soumis à une pression de 14 à 20 bars et à une température de 140°C dans un autoclave. Cela permet la cohésion définitive des verres et l’élimination des microbulles, rendant l'assemblage parfaitement transparent et sécurisé.

En résultat, les produits obtenus sont des verres de sécurité feuilletés répondant à diverses exigences telles que la protection contre les blessures, les chutes, ou les effractions, ainsi que des propriétés supplémentaires comme l'isolation acoustique, la décoration, etc.