VERRE MOULÉ

Les Égyptiens pratiquaient le moulage du verre ; les Romains, qui tenaient des Égyptiens leurs procédés de fabrication, moulaient également le verre; nous avons constaté le fait à Pompéi dans l'examen des vitres retrouvées à la maison de Diomède et à celle de « l'Empereur ».

Ce fut en 1810 que l'usage du moulage se répandit en Angleterre, principalement pour la fabrication des objets plats, comme assiettes, soucoupes, bobèches, etc. Depuis, ces procédés de moulage furent importés en Amérique où ils furent très perfectionnés.

En 1830, cette industrie se développa beaucoup en France, l'Autriche adopta aussi cette manière de faire et, dès 1836, H. J. Lobmeyr entreprit cette fabrication à Harienthal.

Le moulage dans le métal présente certains inconvénients; par suite de son contact avec des surfaces métalliques, à une température différente de la sienne, le verre présente des surfaces souvent rugueuses, ou tout au moins n'ayant pas le poli naturel au verre moulé, et par conséquent réchauffé, dans le bois.

Pour masquer ces imperfections on a imaginé de graver dans certaines parties des moules des dessins, qui donnent aux verres, ainsi fabriqués, une certaine apparence de reliefs, une sorte de taille grossière en un mot. Les dessins qui donnent au verre moulé l'aspect le plus satisfaisant sont les imitations de tailles en brillants (fig. 292), les dessins guillochés (fig. 290, 291). Depuis, on a même dépoli la surface de ces verres, soit à la roue, soit à l'acide, et on a produit ainsi des verres, dont la pâte incolore, les dessins ou reliefs moulés, imitant la taille, ont fait donner à ces verres le nom de demi-cristal.

En Amérique, les fabricants s'attachent à produire un verre très blanc et apportent le plus grand soin au choix des matières premières. Le carbonate de soude employé est actuellement le carbonate de soude obtenu par le procédé de conversion du sel marin en bicarbonate d'ammoniaque et en carbonate de soude.

Les moules dont on se sert en Amérique sont en fonte dure spéciale, d'un ajustage, d'une fabrication très remarquables; aussi les objets moulés sont-ils d'une netteté, d'une légèreté, d'un relief des plus satisfaisants.

Certains fabricants taillent même, ou plutôt donnent par la taille, le fini

lq8 HtNRlVAUX — LE VLRRÏ.

nécessaire aux pièces les plus soignées, qui souvent sout vendues comme pièces

de cristal.

On fabrique aussi beaucoup en Amérique des objets en verre blanc opaque, imitant la porcelaine, tels que lampes a pétrole, salières, soucoupes pour le beurre, etc.

FlG. £90. Fig. 291 (1). Fie. 39».

Ce verre, particulier comme propriétés, ne pourrait du reste pas être soufflé.

Voici la composition du verre transparent, et celle du verre opaque de fabrication américaine :

Sable 63,02

Carbonate de soude 23,11

Nitrate de soude 5,05

Chaux 8,40

Arsenic 0,33

Manganèse 0,09

Soufre traces

Cryotithe i

Oxyde de zinc »

La plupart des verreries américaines travaillent le verre dans de petits fours spéciaux chauffés par les huiles légères ou essences de pétrole. Ces fours ont environ 6 pieds de diamètre, 12 pieds de haut ; les parois sont

HtNIUVAUX. — LE VKItRE. 493

percées de trous de différents diamètres qui correspondent aux dimensions des différentes pièces qui y sont introduites et recuites. L'essence est amenée par un tuyau spécial, par une tôle, suivant la sole du four, elle y brûle à l'aide d'un courant d'air injecté à cet effet à l'entrée de la sole.

En Belgique, en France, on fabrique également du verre blanc, soufflé et moulé, appelé demi-cristal. Les verreries de Walerhyslaal et de Portieux fabriquent également du verre blanc et du demi-cristal.

La composition de ce voriv b!;nc est :

Sable 300

Carbonate de soude pur 72

Potasse carbonatée 25

Chaux 80

Calcaire 200

Nitrate de soude, 5

Peroxyde de manganèse 1,5

Oxyde de cobalt 0,017

Pour le demi-cristal la composition est la même, on ajoute seulement un peu de minium.

Voici deux autres compositions qui ont été données au jury de la classe de la verrerie à l'Exposition de 1878 :

Demi- Verre blanc cristal. commun.

Sable 48 36

Carbonate de soude (Sol vay) 12 12

Carbonate de potasse 4 >

Calcaire 12 10

Calcin 24 42

ÏÏJÔ 100

Voici également la composition d'un verre, qui, présenté au jury spécial à la classe de la verrerie à l'Exposition de 1878, avait frappé plusieurs membres de ce jury par sa blancheur; ce verre (bouchon de carafe) nous a donné à l'analyse :

Silice 70,40

Potasse 8,66

Soude 9,13

Chaux 10,00

Alumine 0,99

Peroxyde de fer 0,02

Peroxyde de manganèse 0,50

Les moules employés pour ces fabrications sont en fonte ou en bois; les moules en fonte sont enduits à l'intérieur d'un peu de plombagine afin d'éviter le glaçage des pièces moulées. La taille de ces pièces se fait à l'aide de la roue, ou à l'acide.

A Portieux un sixième de la fabrication est obtenu dans des fours Boëtius

500 ENCYCLOPÉDIE CBINIQCE.

contenant des pots rouverts, cinq sixièmes dans des fours Siemens à pois découverts (I). Pour donner une idée de l'importance de cette fabrication, nous dirons qu'en 1880 on a fabriqué el Tendu â Walerhrstal 1904000 kilogrammes de verre blanc, demi-cristal, cristal, pour la somme de 1 562000 francs. Dans ces chiffres sont compris 90 à 95000 kilogrammes de verre pour verres de montres. Four obtenir le moulage de certaines pièces de verre (ou de cristal), on emploie aussi un poinçon à levier qui, pénétrant dans la masse de verre chaud, y séjournant un certain temps, oblige le verre â prendre la forme du moule qui l'environne (fig. 293).

Celte manière d'opérer & un inconvénient: elle limite la forme des objets moulés. En effet, la nécessité d'enlever le poinçon, une fois la compression du verre obtenue, force à mouler ainsi des pièces dont le diamètre intérieur reste toujours le même ou bien augmente progressivement vers le haut de la pièce. Aussi ce procédé est-il généralement employé pour le moulage des pièces plates ou pour les menus objets.

Par le moulage on a encore l'avantage d'obtenir des verres de capacités régulières.

MM. Chance, dont on retrouve le nom à chaque tentative d'applications nouvelles en verrerie, ont essayé également la compression du verre (verres basaltiques, notamment), pour en obtenir des tuyaux, destinés à remplacer les conduites d'eau, de gaz, etc. Dans le même ordre d'idées nous signalons le procédé Sievert qui consiste à fabriquer les tuyaux eu verre par soudure de deux demi-cylindres. Depuis peu la question a été reprise par M. Appert, dont les efforts ont été couronnés de succès. Nous allons décrire avec

(1) A Portieux on compte l',600 de charbon dépensa par kilog. de verra livré au commerça

HEKRIYAUX. — LE VERRE. 501

quelques détails le procédé qu'il a préconisé et mis en œuvre à Saint-Gobain pour la fabrication d'objets moulés les plus divers, tuyaux en verre de toutes dimensions, réservoirs de formes variées, bacs pour accumulateurs.

Tous les procédés de mise en œuvre du verre sont basés sur l'utilisation des propriétés de plasticité, de malléabilité que possède le verre, lorsqu'il est porté à une température suffisamment élevée.

En effet, soit qu'on emploie le procédé du soufflage, le plus anciennement connu et pratiqué, et au moyen duquel on rend au verre, par des réchauffages successifs, la plasticité qui lui est nécessaire et qu'il perd progressivement à chaque instant par son refroidissement, soit qu'on emploie le procédé du moulage dans lequel on utilise la chaleur accumulée dans le verre sortant du creuset en lui imprimant d'une façon instantanée sa forme définitive, c'est toujours à cette propriété précieuse de malléabilité qu'on a recours.

Le procédé de moulage ordinaire a l'inconvénient d'emprisonner le verre qui a été versé dans le moule entre deux surfaces métalliques relativement froides : la face intérieure du moule et la face extérieure du noyau, et en le refroidissant d'amener très rapidement la suppression de sa plasticité, rendant ainsi inefficace toute action mécanique quelles qu'en soient l'énergie et la rapidité d'application.

La caractéristique du procédé nouveau imaginé par M. Appert, consiste :

1° A n'effectuer le moulage que successivement, en n'agissant, à chaque instant, que sur une surface aussi limitée que possible;

2° A disposer les appareils de façon à conserver au verre sortant du four de fusion la chaleur qui a été communiquée, de façon à agir pendant toute la durée de l'opération sur du verre à même température, et, par suite, dans le même état de malléabilité.

Voici comment on procède : on emploie un moule métallique d'épaisseur suffisante, armé de nervures destinées à empêcher la déformation. Ce moule s'ouvre en deux parties juxtaposées sur la hauteur, et en deux ou trois parties sur la largeur, au moyen de charnières. La partie inférieure du moule étant fermée, sa capacité doit être telle que, étant remplie, elle contienne la quantité de verre nécessaire pour faire l'ensemble de la pièce. Le moule, ouvert à ses deux extrémités, pour les pièces ouvertes elles-mêmes des deux bouts, est obturé à sa partie inférieure, au moment du moulage, par un noyau conique d'un diamètre inférieur à celui du moule, de façon à former l'épaisseur de la pièce.

On verse le verre dans le moule, on en ferme la partie supérieure, laissée ouverte jusque-là, et on imprime avec la vitesse voulue un mouvement d'ascension au noyau, qui, pour cela, est monté sur une tige en fer ou en fonte tournée qui la guide dans l'axe du moule.

Ce mouvement est produit par un moyen mécanique quelconque, par de l'air ou de l'eau sous pression, ou de la vapeur.

La durée du moulage est extrêmement courte, et varie suivant la nature du verre et la dimension des pièces.

S'il y a excédent de verre, il est refoulé au dehors du moule, et reste en

502 HENRIVAUX. — LE VERRE.

masse refroidie sur le noyau qu'on continue à faire monter, et qu'on a le soin de faire émerger en dehors et au-dessus du moule ; il est alors séparé de la pièce fabriquée par un étirage qui se produit au moment du passage du noyau dans une bague de diamètre un peu supérieur, ajoutée sur le moule, quand celui-ci a été fermé. Le noyau est immobilisé et séparé de la tige qui le porte par une sorte de verrou ; la tige seule redescend dans l'intérieur de la pièce, définitivement terminée, d'un mouvement rapide, de façon à permettre le démoulage.

A chaque opération, le noyau chaud est remplacé par un noyau froid de mêmes dimensions.

Pour obtenir des pièces égales d'épaisseur, et égales entre elles, il est nécessaire que les conditions, dans lesquelles s'opère le moulage, soient identiques; c'est ce qui arrive, en effet, puisque, étant admis que le verre puisé dans le four est à la même température — le moule lui-même reste dans un état d'équilibre sensiblement constant — puisque le noyau, qui est renouvelé à chaque opération est toujours froid, et que la vitesse d'ascension du noyau est toujours la même. Quand la pièce est fermée d'un bout, le noyau est de forme tronconique ou en forme de pyramide tronquée, pour permettre le démoulage, quand l'opération est terminée. Le fond en est refroidi par un courant d'eau circulant intérieurement.

Il est à remarquer que, dans ce procédé, le moulage se produit non par le noyau métallique lui-même, mais par un noyau en verre qui se forme instantanément sur le noyau métallique au moment où le verre est versé dans le moule. Suivant donc l'état de malléabilité du verre, et la rapidité avec laquelle sa composition lui permettra de se refroidir; ce nopu artificiel sera d'un diamètre plus ou moins grand, suivant l'épaisseur à donner à la pièce.

Une des conséquences de la formation de ce noyau artificiel, c'est que l'intérieur des pièces moulées est lisse et poli et qu'il ne porte aucune trace du noyau qui l'a formé. Le dehors de la pièce moulée, au contraire, épouse toutes les formes et les dessins en creux ou en relief qui ont pu être tracés sur la partie intérieure du moule ; aussi, quand ces pièces sont des tubes ou des tuyaux, sont-elles très propres à faciliter l'écoulement des fluides ou des liquides en réduisant au minimum les pertes de charge.

Le verre employé pour la fabrication des glaces répond fort bien aux besoins de cette fabrication, sa fluidité est grande, sa malléabilité suffisante et son refroidissement rapide; sa grande résistance à l'action des agents de toute nature ne fait qu'augmenter ses qualités.

Le procédé Appert n'exige pas d'ouvriers spéciaux, aussi est-il extrêmement économique et est-il appelé à rendre d'immenses services à l'hygiène et à l'industrie en rendant encore plus général l'emploi du verre que recommandent son bas prix et ses précieuses qualités.

Ce mode de moulage permet de fabriquer des pièces de verre et en particulier des tuyaux d'une dimension quelconque, et on pourrait dire illimitée; le procédé même est d'une application d'autant plus facile que les dimensions des pièces sont plus grandes. On pourrait aussi obtenir des tuyaux munis d'un emboîtement, mais la facilité que cet emboîtement pro-

'W=q— J^Jls.

Coupe Ininsversalo

: rléUi] du i.ifnl du cylindre.

curerait pour les jonctions serait compensée par les risques de casse et de fêlure au moment où on fait les joints ou quand ils se dilatent par suite des changements de température. Suivant l'usage auquel sont destinés les tuyaux fabriqués, on fait les joints de façons différentes :

Pour les tuyaux destinés à l'adduction des eaux sous pression, on emploie des joints métalliques permettant une dilatation facile et suppléant, par suite,, à l'élasticité qui manque au verre. Beaucoup de personnes se sont préoccupées des chances de rupture que présenteraient ces tuyaux soit dans leur maniement, soit quand ils sont une fois mis en place.

Pour parer aux chances d'accidents possibles, dont il ne faut pas toutefois s'exagérer l'importance, on entoure les tuyaux d'une enveloppe protectrice

Fig. 295.

faite de matériaux grossiers tels que ciments, béton, bitume ou d'un métal qui les garantisse complètement et facilite en même temps la confection des joints.

C'est par un procédé analogue qu'on donne la résistace voulue aux tuyaux de faible diamètre employés dans les laboratoires ou dans l'industrie pour le

Légende de la machine à mouler les tuyaux en verre (fig. 294).

A, vide permettant l'accès au bas du cylindre.

B, cylindre et piston à air comprimé donnant le mouvement à la tige G.

C, tige en fer creux portant à sa partie supérieure un cône D destiné à appliquer le verre chaud

dans l'intérieur du moule E.

D, cône dont le diamètre extérieur est un peu inférieur au diamètre intérieur du tube à fabriquer.

E, moule en fonte en deux parties E, et E2 disposées de manière à pouvoir se fermer a char-

nières d'une façon indépendante pour faciliter le versage du verre dans la partie inférieure

Et et à s'ouvrir sur toute la hauteur d'une façon simultanée au moyen de la vis G pour

permettre le démontage des tuyaux.

J, pièce mobile s'ajustant à baïonnette sur le moule une fois fermé et destinée à séparer par

étirage le verre mis en excès, du tuyau qui vient d'être moulé. K, verrou destiné à isoler le cône mouleur D avant de faire redescendre la tige G qui a servi à

son ascension.

transport des liquides (eaux minérales, acides, etc.) et des gaz sous pression, pour le transport de l'énergie électrique.

On entoure ces tubes d'un manchon métallique et on assure l'adhérence des deux parties en couchant dans l'intervalle qui les sépare un mortier très clair de ciment, plâtre, ou de tout autre enduit spécial.

Pour ces petits tuyaux, les joints sont réunis par une bague filetée (fig. 295) ; quant aux branchements, ils sont obtenus par soudure au chalumeau (fig. 296).

Pour les postes de jonction des canalisations électriques, H. L. Petit adopte généralement la disposition indiquée figure 296.

Fig. 29<$.

On peut également par le procédé Appert confectionner des tuyaux cintrés en arc de cercle de rayon variable, au moyen de machines spéciales; ces tubes permettent d'embrasser des angles de 170 degrés au maximum. Dans ce cas, le fonctionnement de l'appareil ne diffère de celui employé pour les tuyaux droits qu'en ce que le noyau est fixe et que c'est le moule qui tourne autour d'un arbre ocupant le centre de l'appareil.

Les premiers tuyaux qui ont été fabriqués avaient un diamètre intérieur de 10 centimètres et une épaisseur de 6 millimètres; ils pesaient de 5 kilogrammes et demi à 6 kilogrammes le mètre courant. La Compagnie de Saint-Gobain, seule concessionnaire du brevet Appert, a créé depuis divers types, dont les diamètres sont respectivement de 30, 35, 40 et 50 centimètres. La pression intérieure à laquelle ces tubes devront résister étant contenue, on détermine l'épaisseur à leur donner en appliquant la formule de résistance des matériaux :