La mémoire thermique du verre révèle son histoire

Les verres les plus courants sont élaborés en refroidissant brutalement un bain d’oxydes fondus. Ces procédés de coulée de verre sont censés fournir des matériaux vitreux très homogènes et de grandes dimensions (10x10x3cm pour environ 1kg, voir figure). Mais sont-ils réellement si homogènes ? C’est ce qu’ont voulu vérifier les scientifiques du laboratoire Conditions extrêmes et matériaux : haute température et irradiation (CNRS) et du laboratoire Surface du verre et interfaces (CNRS/Saint Gobain Recherche). Dans le cadre d’une étude fondamentale sur les mécanismes de diffusion dans le verre, ils ont étudié par imagerie Raman des échantillons d’aluminosilicates de sodium et de calcium obtenus par ce procédé de coulée. Des images surprenantes ont révélé des volutes macroscopiques à la surface du verre, sortes d’inhomogénéités de surface, qui sont une mémoire du processus de coulée et témoignent de l’histoire thermique du verre.  

En effet, au cours de la coulée, le jet de liquide se refroidit progressivement et tombe sur une surface à température évolutive : froide au début, puis de plus en plus chaude car le liquide fondu coule sur du verre en cours de refroidissement La vitesse de refroidissement varie donc fortement au cours du processus et la structure du verre garde une trace topologique de ces variations thermiques. Ces travaux, à retrouver dans le Journal of Raman Spectroscopy, montrent également l’extrême sensibilité de l’imagerie Raman pour révéler de faibles inhomogénéités dans des structures vitreuses.