Le verre à la conquête de nouveaux marchés. Hervé Arribart Orléans, 6 novembre 2009

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1 Le verre à la conquête de nouveaux marchés Hervé Arribart Orléans, 6 novembre 2009

2 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

3 Le modèle traditionnel d innovation dans l industrie i verrière Procédé de transformation Composition Propriétés Application Produit Mélange d Oxydes silice soude chaux alumine oxyde de bore oxyde de fer Optique Mécanique Thermomécanique Durabilité chimique

4 . Optique : la quête de la clarté

5 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

6 La clarté du verre à travers les âges Atténuation (db/km) Télécoms haut-débit Fibres pour télécoms Instruments d optique 10 4 Vitrages Premiers verres translucides Année

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11 La clarté du verre à travers les âges Atténuation (db/km) Télécoms haut-débit Fibres pour télécoms Instruments d optique 10 4 Vitrages Premiers verres translucides Année

12 . Optique : couleurs et filtres

13 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

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15 Absorption infrarouge grâce à l ajout de fer dans le verre btion lumineuse Absorb

16 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

17 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

18 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

19 . Propriétés mécaniques et thermomécaniques

20 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

21 Des fibres de verre pour renforcer les plastiques

22 Des fibres de verre pour renforcer les plastiques

23 Des fibres de verre pour renforcer les plastiques Tissus de verre haut Tissus de verre haut module pour éoliennes

24 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile Optique infrarouge Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

25 Le modèle traditionnel d innovation dans l industrie i verrière Procédé Composition Propriétés Application Produit Modèle qui a ses limites. D autres voies sont aujourd hui explorées en parallèle : - des nouveaux verres, - des faux verres, - des nouvelles façons de faire du verre, - la fonctionnalisation du verre par des couches minces de matériaux déposés en surface

26 . Des nouveaux verres

27 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

28 Des verres transparents dans l infrarouge thermique pour voir la nuit

29 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Verre de fluorures Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

30 . Des faux verres : les vitrocéramiques

31 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

32 Les vitrocéramiques : des verres presque ordinaires qu on a fait dévitrifier partiellement ou totalement. La phase cristalline apporte des propriétés thermomécaniques nouvelles

33 Privacy Thermique Tissus Isolation thermique Confort Isolation Architecture &H Habitat t Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome tête haute Automobile Vitrages de nuit Ophtalmique Auto- Prothèses Lasers nettoyant Diagnostic Anti- pluie GC Bond Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager cbn Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

34 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

35 . De nouvelles façons de faire du verre

36 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

37 La clarté du verre à travers les âges Atténuation (db/km) Télécoms haut-débit Fibres pour télécoms Instruments d optique 10 4 Vitrages Premiers verres translucides Année

38 La clarté du verre à travers les âges Atténuation (db/km) Télécoms haut-débit Fibres pour télécoms Instruments d optique 10 4 Vitrages Premiers verres translucides Année

39 Une nouvelle façon de faire du verre, en passant par la chimie fine Pureté extrême clarté extrême Pour les fibres optiques télécom

40 PROCEDE DE DEPÔT EN PHASE VAPEUR 1. DEPOSITION Dépôt de silice synthétique A partir de molécules l : SiCl 4 + O 2 SiO Cl 2 3. CLADDING 4. ETIRAGE DE LA FIBRE Cladding Tube Pure/F-doped synthetic Substrate Tube FURNACE 2. COLLAPSE FOUR Cladding Substrate Core

41 . Et puis, les verriers ont inventé les couches minces

42 et puis, les verriers ont inventé les couches minces couches (épaisseur 300 nm) verre (épaisseur 3 mm) 200 nm comme une couche de confiture (1 mm) sur une tartine de 10 mètres d épaisseur

43 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile de nuit Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

44 Pertes thermiques par rayonnement

45 Confort d été

46 Propriétés spectrales du verre 60 Visible , Le verre est transparent dans le visible et dans le proche infra- rouge Il est absorbant dans l infrarouge thermique

47 Propriétés spectrales du verre

48 La solution o : les empilements e e de couches à l argent Si 3 N 4-40 nm ZnO - 54 nm Ag - 10 nm ZnO nm Ag - 11 nm ZnO - 54 nm SnO 2-16 nm Substrat verre 200 nm

49 La solution : les empilements de couches à l argent Transm mission (% %) T L = 60% R E = 29% Wavelength (nm) Exemple : vitrage anti-solaire

50 Des produits d avenir : les vitrages actifs, à propriétés p optiques commutables

51 Vitrage à cristaux liquides

52 Vitrage à cristaux liquides

53 Vitrage électrochrome

54 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile Optique infrarouge Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

55 Le nouvel avenir du verre Le nouvel avenir du verre dans l éclairage

56 SGG Planilum

57 La solution de demain Diode électroluminescente l t organique (OLED)

58 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile Optique infrarouge Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

59 Les technologies photovoltaïques Silicium monocristallin Silicium polycristallin Silicium amorphe en couche mince Cu-In-Se en couches minces Rendement : 13% - 19% 11% - 15% 6% - 8% 9% - 12% Face avant en verre trempée Face avant en verre trempée Face avant en verre revêtu de couche anti- reflet à l extérieur et conductrice transparente à l intérieur Face avant en verre trempé. Face arrière en verre à couche Molybdène.

60 Photovoltaïque et bâtiment Non Intégré Intégré

61 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile Optique infrarouge Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

62 Microfluidique Laboratoire d analyse biomédicale miniaturisé i i Réseau de microcanaux, d électrodes, de capteurs et de circuits it électroniques intégrés. é canal puits

63 Invention des couches minces sur verre Invention de la fibre optique Invention des vitrocéramiques Premières productions d objets en verre 2500 B.C.

64 Ophtalmique Prothèses Lasers Diagnostic Médecine & Biotechnologies Confort thermique Electrochrome Vitrages Privacy Auto- Thermique nettoyant Confort Isolation tête haute Anti- pluie Tissus Isolation thermique Architecture &H Habitat t Automobile Optique infrarouge Fibres de renforcement Microsphères Matériaux composites VERRE Arts ménagers Articles de table Electroménager Bouteilles et pots Fibres optiques Opto-électronique Optique Optique et Electronique Displays Industrie Anti-feu Meules abrasives Energie Eoliennes Photovoltaïque Piles à combustible Tissus techniques

65 Et ensuite? Micro et nano-texturation de surface ou en volume Verre hybride minéral-organique?

66 Merci pour votre attention!