Le verre est la seule matière minérale solide que l’on puisse produire à des dimensions et sous des formes quelconques tout en conservant sa transparence. C'est le premier matériau de synthèse crée par l' homme.

La composition du verre nécessite 3 éléments fondamentaux :

Le corps vitrifiant :

la silice introduite sous forme de sable est le composant principal du verre qui représente environ 70% de la masse.

En augmentant sa quantité, on accroît sa dureté. Son point de fusion est à 1730°C.

Elle entre dans la fabrication sous forme de sable dont les plus purs en contiennent 99,5 % . Le sable de Fontainebleau, du fait de sa qualité, est très recherché pour la fabrication de verres d'optique et de cristal. Plus le pourcentage de silice est élevé et plus le coefficient de dilatation est faible ; donc, plus le verre est résistant.

Le fondant :

la soude sous forme de carbonate de sulfate ou la potasse provenant de cendre de végétaux et de sels minéraux naturels (15%). Elle entrait autrefois dans la composition sous forme de cendres de plantes marines (la salicorne) ou de nitre (grec = nitron). L’ajout de fondants permet d’abaisser le point de fusion très élevé de la silice de 1730°C à 1400°. Tout en permettant de réaliser des économies d’énergie, il avantage le soufflage du verre car il augmente le temps de travail lors du façonnage.

Les fondants sodiques et potassiques ont été utilisés conjointement dès le moyen âge. Il entrait autrefois dans la composition sous forme de cendres de plantes terrestres comme la fougère ; aujourd’hui, on utilise du salpêtre.

Un même verre peut associer plusieurs fondants : soude et plomb (cristal).

Un stabilisant :

la chaux sous forme de calcaire (10%). Il augmente la résistance chimique du verre, son éclat et diminue sa solubilité.

Les verres sont le plus souvent teintés dans la masse ; cela signifie que l’on ajoute des oxydes métalliques pendant la fusion. Ils entrent en très faible proportion du mélange. Elles sont très nombreuses et variées.

Ce sont des colorants minéraux à base métallique car ce sont les seuls qui peuvent être mélangés à la silice pendant la fusion.

Quelques exemples :

Bleu = oxyde de cobalt, de manganèse.

Jaune = chrome, argent.

Rouge = oxyde de cuivre.

Violet = oxyde de manganèse.

Rose et rouge rubis = l’or.

Jaune orangé à rouge = le sélénium.

La fonte comporte trois phases :

C'est l’évolution du mélange vitrifiable pendant sa montée en température. Dans les fours à pots, la fonte d'une potée de 500 à 1000 litres peut durer jusqu'à 12 heures.

-La fusion (800° à 1400°C) :

Les matières premières se transforment en verre fondu en provoquant des dégagements gazeux (C02) et la formation de bulles.

Les silicates alcalins (contenus dans la soude et la potasse) et les silicates de calcium (contenus dans la chaux) contiennent des impuretés à l'état naturel. Toutes ces bulles seront éliminées lors de l’affinage.

-L’affinage (1450° à 1530°C :

Le chauffage est prolongé jusqu'à ce que le verre soit assez fluide. On ajoute un agent d'affinage (le sulfate de sodium) au mélange visqueux pour faire grossir les bulles gazeuses. Elles peuvent alors remonter à la surface et disparaître.

La surface du verre en fusion est recouverte de déchets que l’on racle avec des outils en fer. La matière doit être homogène et ne doit plus présenter de bulle.

-Le conditionnement thermique (1530 à 1000°C) :

La température diminue et les dernières bulles remontent à la surface. Appelée "braise" au XVIIIème siècle, cette phase consiste à abaisser la température du mélange pour lui donner une viscosité adaptée au façonnage.

Le coulage (Ier siècle ap-JC) :

Le premier procédé été inventé par les romains où le verre était coulé sur du marbre ou du fer.

D'autres procédés plus modernes ont été inventés, notamment en 1698 au château de Saint Gobain, où Lucas de Nehou mis au point le coulage des glaces.

Au début du Moyen Age, on soufflait le verre en cives ou en manchon (en plateaux, ou en cylindres).

Le soufflage en manchon (Vème-Xème siècle ap-JC) :

Une ébauche est soufflée et balancée au dessus d’une fosse où elle s’allonge par son propre poids jusqu'à former une « bouteille » (le manchon).

Ses deux extrémités sont coupées et le cylindre est fendu dans le sens de la longueur. Puis le verre est porté dans un four à étendre (étenderie) où il est réchauffé (700-800°C) et aplati à l'aide d'un polissoir en bois.

La feuille part ensuite dans l’arche de recuisson. Ce procédé donne des verres d'épaisseur fine et régulière. Les bulles sont créées artificiellement par addition de poudre de coke qui dégage du CO2.

Le soufflage en plateau ou soufflage en couronne (Vème-Xème siècle ap-JC) :

On se sert d’une canne à souffler et d’un pontil (petite tige de fer). La canne à souffler cueille la paraison pour en faire une boule et le pontil attrape cette boule de l’autre côté.

La canne est détachée et la matière est réchauffée à l'entrée du four où elle subit un vif mouvement de rotation. Sous l'action de la force centrifuge, l'orifice laissé par la canne s'élargit et la boule s’aplatit pour former un disque.

Il reste après séparation du pontil au centre de la cive une « cicatrice » appelée boudine. La cive est déposée dans une arche de recuisson.

Les verres présentent une surface irrégulière car ce type de soufflage produit des verres plus épais au centre avec des stries concentriques. Au XVIIIème siècle, le diamètre des grandes cives mesurait 85 cm, puis 1,50 m dans la première moitié du XIXème siècle.