L’alphabet du verre – techniques, termes, connaissances

Bilan écologique

Améliorer sans cesse le bilan environnemental de la fabrication de verre est pertinent tant sur le plan économique qu’écologique. La réutilisation du verre usagé a ainsi considérablement amélioré le bilan environnemental de la production de verre en quelques décennies à peine. Grâce au recyclage et à des innovations technologiques, l’industrie européenne du verre d’emballage a réduit les émissions de CO2 et les déchets de 75 pour cent au cours de ces 25 dernières années.

Canne de verrier

L’invention de cet outil a révolutionné l’artisanat du verre. Il s’agit d’un tube long de 1,20 à 1,60 mètre doté d’un bec à une extrémité. Avec l’autre extrémité, le souffleur de verre recueille du verre en fusion, tourne, renverse et façonne la pâte qui se refroidit et souffle de l’air à l’intérieur. Depuis son invention en Syrie au 1er siècle avant J-C, les verriers ont pu fabriquer du verre aux parois fines et aux formes les plus diverses.

Coloration

Le verre prend sa couleur soit dans le bassin de fusion, soit lors d’une étape de fabrication ultérieure dans l’avant-creuset aussi nommé feeder. Divers procédés de coloration sont mis en œuvre pour répondre avec davantage de souplesse aux demandes des clients et pouvoir offrir une large palette de couleurs. Avec le procédé traditionnel de la coloration en bassin de fusion, les composants colorants sont mélangés à la masse de verre en fusion qui est composée de sable de quartz, de soude, de chaux, de dolomite et de verre de recyclage. En fonction de la teinte, la proportion de verre usagé peut atteindre jusqu’à 90 pour cent. Pour les petites quantités à produire et les teintes spéciales, les fabricants de verre mélangent le concentré de teinture à la masse dans l’avant-creuset.

Contrôle-qualité

Avant d’être triés, conditionnés et livrés, les emballages en verre sont soumis à de sévères procédés de contrôle certifiés afin de garantir une haute qualité homogène des produits. Le poids, la contenance et les dimensions sont vérifiés par contrôle métrologique. La mise sous pression interne, le test du pendule et le choc thermique font partie des procédés de contrôle destructeurs auxquels s’ajoutent les vérifications sur chaîne à l’aide de machines d’inspection (contrôle de l’épaisseur des parois, contrôle des fissures, contrôles d’enfermement, etc.).

Durabilité écologique

La durabilité économique désigne un objectif de dimension politique et sociétale consistant à préserver la biodiversité et à promouvoir la protection climatique afin de préserver la nature et l’environnement pour les générations futures. Elle est l’un des trois piliers de la durabilité.

Durabilité sociale

La responsabilité sociale est l’un des trois piliers de la durabilité. Une Corporate Governance appliquée, un code de conduite contraignant, une protection de la santé et une sécurité étendue, un leadership participatifs et la satisfaction des exigences sociales du personnel sont les fondements de la durabilité sociale.

Efficacité énergétique

La production de verre requiert des températures très élevées qui sont en règle générale obtenues grâce au gaz. Dans le bassin de fusion, le mélange de verre usagé et de matières premières primaires est échauffé à près de 1600 degrés Celsius. La production de verre étant très consommatrice en énergie, une responsabilité particulière incombe aux verriers. Ainsi, les innovations technologiques et les décisions d’entreprise s’inscrivant dans le raisonnement durable permettent-elles d’améliorer l’efficacité énergétique. Une des approches pour y parvenir est d’accroître la proportion de verre usagé. Le ratio entre la proportion de verre usagé et l’économie d’énergie est linéaire: 3 pour cent d’énergie et 7 pour cent d’émissions de CO2 sont en effet économisés par tranche de 10 pour cent de verre usagé.

Emballages réutilisables

En raison de leurs remplissages et de leurs lavages multiples, les emballages en verre réutilisables sont exposés à de plus fortes contraintes. C’est pourquoi ils sont produits avec des parois plus épaisses et sont plus lourds. Le verre est idéal pour tous les modes d’embouteillage et le circuit de rotation multiple. Il supporte des températures très élevées, résiste à la déformation jusqu’à environ 500 degrés Celsius et convient par conséquent à tous les procédés d’embouteillage courants tels que le remplissage à froid et à chaud, la pasteurisation, le remplissage stérile ou le remplissage aseptique. Une bouteille réutilisable peut résister à jusqu’à 60 cycles.

Empreinte carbone

L’empreinte carbone ou CO2 est un indice écologique renseignant sur l’ensemble des émissions de CO2 d’un produit. Cet indice est calculé à partir d’un bilan écologique type qui prend en compte tout le cycle de vie d’un emballage, des matières premières au recyclage. Dans la fabrication de verre, les facteurs entrant dans le calcul sont: le poids du récipient en verre, la proportion de verre usagé dans la production, la distance de transport jusqu’à l’entreprise de remplissage, le transport par route ou par rail et le taux national de recyclage.

Four de fusion

En 1867, Friedrich Siemens, technicien du gaz à Dresde, présente une innovation technique qui accélère l’industrialisation de la production de verre: le four à bassin en continu. Aujourd’hui encore, ces bassins sont composés des bassins de fusion et de travail. Ils fonctionnent jour et nuit sans interruption. C’était une grande étape vers la production mécanisée d’emballages en verre.

Inerte, propriété chimique

On désigne comme chimiquement inertes les substances qui ne réagissent pas ou que de façon infinitésimale avec des partenaires de réaction potentiels. Le verre est inerte: rien ne passe du verre au produit, rien n’y pénètre de l’extérieur à travers le verre et rien ne s’échappe à l’extérieur. L’emballage en verre ne réagit pas avec les contenus, est étanche au gaz et n’a aucune incidence sur le goût.

Méthode des éléments finis

La phase de conception qui précède la production proprement dite est déterminante pour la grande stabilité du verre léger. À l’aide d’un logiciel spécialisé, les designers de verre décomposent le corps en verre en petits éléments dont le comportement structurel est plus aisé à décrire que celui du corps dans son ensemble. Ils identifient à l’écran les points d’un récipient exposés à des contraintes particulières. Il suffit souvent de petits ajustages de la géométrie du récipient pour éliminer ces contraintes. Grâce à cette méthode, le verre léger peut être fabriqué, rempli et entreposé sans problème ni perte de qualité.

Modèle des trois piliers de la durabilité

Le modèle des trois piliers de la durabilité assume à égalité les responsabilités économiques, écologiques et sociales d’une entreprise ou d’un État.

Moules

Le verre en fusion s’écoule en continu des bassins. Les gouttes de verre incandescentes sont coupées, dirigées vers une rigole et introduites dans le moule ébaucheur. Dans le moule finisseur, de l’air comprimé donnera sa forme définitive au récipient. Au cours de la production de verre d’emballage, le verre peut être façonné par pressage et par soufflage.

Moule propre

À la différence de la moule standard utilisable par tous les embouteilleurs, les formes personnalisées sont développées en exclusivité pour un client donné. La forme, le design et le raffinage sont le fruit d’un concept de marketing personnalisé.

Principe Cradle-to-Cradle

Ce terme désigne la philosophie «du berceau au berceau» correspondant à une économie sans déchets, dans laquelle toutes les matières font durablement partie de cycles naturels ou de cycles techniques fermés. Outre le verre, les matières possibles pour ces cycles sont les textiles compostables, les matières premières entièrement réutilisables, les matières plastiques ou métaux purs qui peuvent être indéfiniment réutilisés aux mêmes fins.

Procédé pressé-soufflé

C’est là l’un des procédés les plus courants de la production industrielle de verre creux. Avec le procédé pressé-soufflé, la goutte de verre entre dans le moule par le haut tandis que la matrice de pressage y est introduite par le bas. Une fois que la goutte est tombée dans le moule de préformage, celui-ci est fermé par le haut avec le fond ébaucheur. La matrice de pressage se déplace maintenant vers le haut et façonne ainsi le corps et l’embouchure. Dès que la matrice de pressage est retirée du corps, celui-ci passe au moule de finition. Contrairement au procédé soufflé-soufflé, l’embouchure est façonnée en dernier avec le procédé pressé-soufflé.

Procédé pressé-soufflé col étroit

Ce mode de production est une variante du procédé pressé-soufflé. Dans le moule ébaucheur, une matrice est pressée dans la masse de verre en fusion, ce qui garantit des parois d’une épaisseur homogène et en même temps plus fine. Le changement technologique du procédé traditionnel pour le procédé pressé-soufflé col étroit a permis de produire des récipients en verre aux parois fines ou, en d’autres termes de verre léger. Autre avantage du procédé: l’ébauche se refroidit davantage au pressage, ce qui permet d’accroître les volumes de production.

Procédé soufflé-aspiré

La première machine entièrement automatique de soufflage de bouteilles a été inventée en 1903 par l’ingénieur américain Michael J. Owens. Elle utilisait le procédé soufflé-aspiré, ce qui veut dire que la masse de verre était aspirée dans le moule métallique et automatiquement coupée. Aujourd’hui, ce procédé a été remplacé par le pressé-soufflé et le pressé-soufflé col étroit.

Procédé soufflé-soufflé

Cette technique de fabrication de verre creux inventée en 1925 a encore cours de nos jours. Avec le procédé soufflé-soufflé, la machine d’alimentation forme une goutte de verre oblongue à partir de la masse en fusion qui est dirigée vers le moule ébaucheur par une rigole. Elle y est pré-soufflée à l’air comprimé pour obtenir une préforme, l’embouchure est façonnée et le produit ensuite achevé dans le moule finisseur.

Production «multi gob»

Mode de production spécifique permettant une plus grande souplesse même pour de petits lots. Une machine multi-gob permet de fabriquer en même temps deux récipients en verre, voire davantage dans certains cas, de formes et de poids différents. Une trieuse spéciale achemine automatiquement les différents produits en verre aux chaînes de contrôle-qualité et de conditionnement spécifiques aux produits.

Raffinage

Les emballages en verre prennent leur aspect incomparable et appuient les stratégies de marketing grâce à diverses formes de raffinage. Reliefs, étiquetages, peintures, sérigraphies ou sleeves ennoblissent le produit et en font un emballage premium.

Recyclage

Le terme de «recyclage» est issu du terme grec «kýklos» (cercle) et du préfixe latin «re» (signifiant la répétition). Le recyclage (réutilisation, valorisation) consiste à réutiliser des déchets ou en d’autres termes à transformer leurs matériaux d’origine en matières premières secondaires. Le but d’une économie en cycle porteuse d’avenir est de réintégrer intégralement les matières premières dans la production au-delà du cycle de vie du produit isolé. Le verre évolue ainsi dans un cycle de matières fermé à 100 pour cent. Il peut être indéfiniment retransformé en nouvelles bouteilles ou en nouveaux verres de conserve sans altération de la qualité. Pour la fabrication de verre blanc et brun, on peut réutiliser jusqu’à 60 pour cent de verre usagé. Pour le verre de couleur verte, ce chiffre atteint en théorie même les 100 pour cent. La qualité et la préparation du verre collecté sont déterminantes.

Refroidissement

Dans le four de recuisson, les verres à conserve et les bouteilles encore rouges incandescents sont progressivement refroidis. Ce processus de refroidissement progressif est nécessaire pour supprimer les tensions du matériau dans le verre. La surface est ensuite traitée pour la protéger contre les rayures.

Verre

Le verre est composé d’éléments naturels. Le sable de quartz en est la principale composante (70 pour cent). La soude (14 pour cent) abaisse le point de fusion de sable de quartz, la chaux et la dolomite (14 pour cent) confèrent au verre dureté, éclat et solidité. Les agents d’affinage (2 pour cent) doivent encore y être ajoutés. Le verre est une matière première naturelle et neutre présentant d’excellentes qualités de conservation de denrées alimentaires et de boissons de haute qualité. Le verre ne se lie nullement au contenu, ne permet aucune migration et protège le contenu comme un coffre-fort. L’autorité de sécurité alimentaire américaine FDA considère le verre comme le seul matériel d’emballage étant «sûr par principe» (generally recognized as safe – GRAS).

Verre d’emballage

Ce terme générique englobe tous les produits en verre creux servant à l’emballage, au stockage, à la conservation et au transport de boissons et d’autres liquides, de denrées alimentaires ainsi que de substances chimiques, pharmaceutiques et cosmétiques.

Verre léger

Les bouteilles en verre léger se distinguent par des parois d’une épaisseur homogène plus fine. Grâce à la technologie du verre léger, les récipients en verre sont nettement plus légers tout en demeurant aussi résistants que les modèles classiques plus lourds. Le poids des emballages en verre léger a diminué de près de 40 pour cent en une vingtaine d’années. Les avantages écologiques du verre traditionnel sont aussi préservés. Le verre léger permet d’économiser des matières premières, du poids et des frais de transport.

Verre naturel

Le verre en tant que matière existe également à l’état naturel. Le verre se forme en effet quand du sable de quartz est porté à une température de fusion en raison d’une forte chaleur dégagée par exemple par un impact de foudre, une éruption volcanique ou la chute de météorites, et quand la masse fondue refroidit. C’est ainsi que se sont formées les pierres de verre telles que les fulgurites, l’obsidienne ou la tectite.

Zone chaude / zone froide

Ces termes désignent le début de la chaîne de fabrication de verre dans une verrerie. À la zone chaude, donc au début, des brûleurs au gaz échauffent le mélange de sable de quartz, de soude, de chaux et de groisil de verre usagé dans les bassins de fusion. Après le façonnage, les bouteilles sont refroidies avant de passer par les différentes étapes de »contrôle-qualité à la zone froide.