Sous certaines conditions d'éclairage, lorsque le verre trempé est observé à une distance et sous un angle donnés, des taches colorées irrégulières apparaissent à sa surface. Ces taches colorées sont communément appelées « taches de contrainte ». Elles n'affectent ni la réflexion du verre (aucune distorsion), ni sa transmission (aucune altération de la résolution, ni distorsion optique). Il s'agit d'une caractéristique optique propre à tous les verres trempés. Il ne s'agit pas d'un défaut de qualité, mais de plus en plus utilisé comme verre de sécurité. L'esthétique du verre, notamment sur de grandes surfaces, est de plus en plus recherchée. La présence de taches de contrainte sur le verre trempé, lors de la pose de murs-rideaux, altère son aspect, voire l'esthétique générale du bâtiment. C'est pourquoi les utilisateurs accordent une attention croissante à la détection de ces taches.
Causes des points de stress
Tous les matériaux transparents peuvent être classés en matériaux isotropes et matériaux anisotropes. Lorsque la lumière traverse un matériau isotrope, la vitesse de la lumière est la même dans toutes les directions et la lumière émise est identique à la lumière incidente. Un verre bien recuit est un matériau isotrope. Lorsque la lumière traverse un matériau anisotrope, la lumière incidente est divisée en deux rayons de vitesses et de distances différentes. La lumière émise et la lumière incidente varient. Un verre mal recuit, y compris le verre trempé, est un matériau anisotrope. En tant que matériau anisotrope du verre trempé, le phénomène de points de contrainte s'explique par le principe de photoélasticité : lorsqu'un faisceau de lumière polarisée traverse le verre trempé, en raison de la contrainte permanente (contrainte de trempe) à l'intérieur du verre, ce faisceau lumineux se décompose en deux faisceaux de lumière polarisée ayant des vitesses de propagation différentes, à savoir la lumière rapide et la lumière lente, également appelée biréfringence.
Lorsque deux faisceaux lumineux formés en un point croisent un faisceau formé en un autre point, une différence de phase se produit à ce point d'intersection en raison de la différence de vitesse de propagation de la lumière. À ce point, les deux faisceaux interfèrent. Lorsque l'amplitude lumineuse est identique, l'intensité lumineuse est renforcée, créant un champ de vision clair, c'est-à-dire des points lumineux ; lorsque l'amplitude lumineuse est opposée, l'intensité lumineuse est affaiblie, créant un champ de vision sombre, c'est-à-dire des points sombres. Tant que la répartition des contraintes dans le plan du verre trempé est inégale, des points de contrainte apparaissent.
De plus, la réflexion de la surface du verre crée un effet de polarisation entre la lumière réfléchie et la lumière transmise. La lumière pénétrant dans le verre est en réalité polarisée, ce qui explique l'apparition de rayures ou de mouchetures claires et foncées.
Facteur de chauffage
Le verre subit un chauffage irrégulier dans le plan avant la trempe. Après la trempe et le refroidissement, la zone à haute température produit une contrainte de compression moindre, tandis que la zone à basse température produit une contrainte de compression plus importante. Un chauffage irrégulier entraîne une répartition inégale des contraintes de compression à la surface du verre.
Facteur de refroidissement
Le processus de trempe du verre consiste en un refroidissement rapide après chauffage. Les processus de refroidissement et de chauffage sont tout aussi importants pour la formation des contraintes de trempe. Un refroidissement irrégulier du verre dans le plan avant la trempe est identique à un chauffage irrégulier, ce qui peut également entraîner des contraintes irrégulières. La contrainte de compression superficielle créée par la zone de refroidissement intense est importante, tandis que celle créée par la zone de refroidissement faible est faible. Un refroidissement irrégulier entraînera une répartition inégale des contraintes à la surface du verre.
Angle de vision
La présence de la tache de contrainte est due à la polarisation de la lumière naturelle dans le visible lorsqu'elle traverse le verre. Lorsque la lumière est réfléchie par la surface du verre (milieu transparent) sous un certain angle, une partie de la lumière est polarisée et traverse également le verre. Une partie de la lumière réfractée est également polarisée. Lorsque la tangente de l'angle d'incidence de la lumière est égale à l'indice de réfraction du verre, la polarisation réfléchie atteint son maximum. L'indice de réfraction du verre est de 1,5 et l'angle d'incidence maximal de la polarisation réfléchie est de 56°. Autrement dit, la lumière réfléchie par la surface du verre à un angle d'incidence de 56° est presque entièrement polarisée. Pour le verre trempé, la lumière réfléchie que nous voyons est réfléchie par deux surfaces ayant chacune une réflectivité de 4 %. La lumière réfléchie par la seconde surface, la plus éloignée, traverse le verre de contrainte. Cette partie de la lumière est plus proche de nous. La lumière réfléchie par la première surface interfère avec la surface du verre et produit des mouchetures colorées. Par conséquent, la plaque de contrainte est particulièrement visible lorsqu'on observe le verre sous un angle d'incidence de 56°. Le même principe s'applique au verre isolant trempé, car il présente davantage de surfaces réfléchissantes et une lumière plus polarisée. Pour un verre trempé présentant le même niveau de contrainte inégale, les points de contrainte visibles sont plus nets et paraissent plus prononcés.
épaisseur du verre
La lumière se propageant dans différentes épaisseurs de verre, plus l'épaisseur est importante, plus le chemin optique est long et plus les possibilités de polarisation sont nombreuses. Par conséquent, pour un même niveau de contrainte, plus l'épaisseur est importante, plus les points de contrainte sont colorés.
Variétés de verre
Différents types de verre ont des effets différents sur le verre soumis à la même contrainte. Par exemple, le verre borosilicaté paraîtra plus clair que le verre sodocalcique.
Pour le verre trempé, il est très difficile d'éliminer complètement les points de tension en raison de la particularité de son principe de renforcement. Cependant, grâce à des équipements de pointe et à un contrôle rigoureux du processus de production, il est possible de réduire ces points de tension sans altérer l'esthétique.
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Date de publication : 09/09/2020
