La Trempe

La trempe du verre est un traitement thermique ou chimique qui, contrairement à la recuisson, a pour objectif de mettre la couche superficielle du verre en compression pour améliorer sa résistance à la rupture.

Le procédé de trempe thermique consiste à réchauffer l'objet de verre (par exemple la plaque déjà modelée et éventuellement bombée) jusqu'à environ 600° (température à laquelle le verre se trouve à l'état plastique) et à le refroidir rapidement. Pendant les premiers instants de cette opération, la surface se refroidit plus rapidement que l'interne et, en quelques secondes, en raison de la faible conductibilité thermique, la différence de température entre la surface et le cSur de la pièce atteint une valeur maximale. Ensuite, la partie interne se refroidit plus rapidement que celle externe, c'est pour cela que la différence de température se réduit progressivement jusqu'au point d'annulation à température ambiante.
Le résultat global du procédé consiste à introduire des tensions permanentes dans le verre : surfaces en compression, interne en traction. La création de cet état de tension provoque une absorption d'énergie élastique de la part du verre. Quand un verre trempé se casse, l'énergie emmagasinée est libérée sous forme d'énergie superficielle ; c'est pour cette raison qu'au moment de la rupture, contrairement à ce qui advient avec le verre ordinaire, de petits fragments non coupants se forment (c'est de cette propriété que dérive la large utilisation du verre trempé comme verre de sécurité).
Par conséquent, toute tentative de tailler, percer ou modeler le verre trempé, conduit irrémédiablement à sa rupture. Toutes ces opérations doivent donc être effectuées avant la trempe.

Caractéristiques
- Résistance mécanique
Une plaque trempée de 8 mm d'épaisseur résiste au choc d'une bille de 1 Kg en chute libre à la hauteur de 2 mètres. La même bille qui tombe de 30 cm de hauteur, casse une plaque recuite de la même épaisseur. La surface de la plaque trempée étant en compression, la propagation de micro fractures vers l'interne permet d'améliorer la résistance au choc.
- Un verre trempé est insensible aux variations thermiques élevées ( de 100 à 200°C en fonction de l'épaisseur ), alors que la plaque recuite se casse à la suite de brusques variations de températures entre 50 et 100°C.
- Une plaque trempée a une résistance à la flexion trois fois supérieure à celle de la plaque recuite.

Pour obtenir une couche avec une compression de surface élevée, on peut avoir recours à la technique de la trempe chimique. Ses avantages, par rapport à la trempe thermique , est qu'elle ne requiert pas de températures élevées risquant de provoquer des distorsions de l'objet et elle peut également être utilisée pour des objets de forme très complexe.
La technique consiste à remplacer la température d'environ 450°C (inférieure à celle de recuisson) des ions de sodium de la peau du verre, par des ions de potassium de dimensions plus grandes.
Cet échange ionique est réalisé par immersion de l'objet en verre dans des bains de sels potassiques fondus (KNO3). Le remplacement du sodium par le potassium provoque une dilatation du réticule vitreux par rapport aux couches internes : ainsi, la partie externe est mise en compression et celle interne en traction.
La couche mise en compression est très fine (environ 50 micromètres), ce qui représente une limitation importante au niveau de l'utilisation du verre trempé chimique.
Une caractéristique de ce verre est qu'à la différence du verre trempé thermique, il ne présente aucune augmentation de la distorsion optique du verre par rapport au verre recuit.
Le champ d'application du verre trempé est très vaste. De par ses caractéristiques, il s'avère souvent indispensable, et parfois obligatoire. L'industrie automobile a été la première à utiliser la trempe pour les fenêtres latérales, la lunette arrière, les toits ouvrants des automobiles ; l'industrie des électroménagers pour les portes des fours.
Dans le bâtiment pour les parois transparentes, les portes, les vitrines, les parapets.
Dans l'ameublement d'internes, pour la réalisation de vitrines, étagères, cloisons non porteuses, escaliers, sanitaires, portes automatiques.
Dans l'équipement urbain, pour les auvents, les cabines téléphoniques, les panneaux publicitaires.