dans les cathédrales européennes médiévales, le verre semble parfois étrange. Certaines vitres sont plus épaisses en bas qu’en haut. Le verre apparemment solide semble avoir fondu. C’est la preuve, disent les guides touristiques, les rumeurs sur Internet et même les professeurs de chimie du secondaire, que le verre est en fait un liquide. Et, parce que le verre est dur, il doit s’agir d’un liquide surfondu.
Le verre, cependant, n’est en fait ni un liquide—surfusion ou autre—ni un solide., C’est un solide amorphe—un état quelque part entre ces deux états de la matière. Et pourtant, les propriétés liquides du verre ne suffisent pas à expliquer les fenêtres à fond plus épais, car les atomes de verre se déplacent trop lentement pour que les changements soient visibles.
Les solides sont des structures hautement organisées. Ils comprennent des cristaux, comme le sucre et le sel, avec leurs millions d’atomes alignés dans une rangée, explique Mark Ediger, professeur de chimie à L’Université du Wisconsin, Madison. « Les liquides et les verres n’ont pas cet ordre », note-t-il., Les verres, bien que plus organisés que les liquides, n’atteignent pas l’ordre rigide des cristaux. « Amorphe signifie qu’il n’a pas cet ordre à longue portée », explique Ediger. Avec un « solide—si vous l’attrapez, il conserve sa forme, » ajoute-t-il.
lorsque le verre est fabriqué, le matériau (contenant souvent de la silice) est rapidement refroidi à partir de son état liquide mais ne se solidifie pas lorsque sa température descend en dessous de son point de fusion. À ce stade, le matériau est un liquide surfondu, un état intermédiaire entre le liquide et le verre. Pour devenir un solide amorphe, le matériau est refroidi plus loin, en dessous de la température de transition vitreuse., Passé ce point, le mouvement moléculaire des atomes du matériau a ralenti à presque un arrêt et le matériau est maintenant un verre. Cette nouvelle structure n’est pas organisé comme un cristal, parce qu’il ne gèle pas, mais il est plus organisé qu’un liquide. À des fins pratiques, comme tenir une boisson, le verre est comme un solide, dit Ediger, bien qu’il soit désorganisé.
comme les liquides, ces solides désorganisés peuvent s’écouler, bien que très lentement. Sur de longues périodes, les molécules qui composent le verre se déplacent pour se déposer dans une formation plus stable et cristalline, explique Ediger., Plus le verre est proche de sa température de transition vitreuse, plus il se déplace; plus il s’éloigne de ce point de changement, plus ses molécules bougent lentement et plus il semble solide.
quel que soit le flux de verre, cependant, n’explique pas pourquoi certaines fenêtres anciennes sont plus épaisses en bas. D’autres lunettes, même plus anciennes, ne partagent pas le même aspect fondu. En fait, les anciens navires Égyptiens n’ont rien de cet affaissement, dit Robert Brill, chercheur en verre antique au Corning Museum of Glass à Corning, New York., De plus, le verre cathédrale ne devrait pas couler car il est à des centaines de degrés en dessous de sa température de transition vitreuse, ajoute Ediger. Un modèle mathématique montre qu’il faudrait plus de temps que l’univers n’a existé pour que le verre cathédrale à température ambiante se réarrange pour apparaître fondu.
la raison pour laquelle le vieux verre européen est plus épais à une extrémité dépend probablement de la façon dont le verre a été fabriqué. À cette époque, les souffleurs de verre créaient des cylindres de verre qui étaient ensuite aplatis pour faire des vitres de verre., Les pièces résultantes n’ont peut-être jamais été uniformément plates et les travailleurs installant les fenêtres ont préféré, pour une raison ou une autre, mettre les côtés plus épais de la vitre en bas. Cela leur donne un aspect fondu, mais ne signifie pas que le verre est un vrai liquide.