Qu'est-ce qu'un choc thermique ?

Le verre se dilate lorsqu'il chauffe et se contracte lorsqu'il refroidit.

Si la température évolue uniformément, les contraintes restent généralement limitées.

Mais lorsqu'une partie du verre change rapidement de température alors qu'une autre reste chaude ou froide, les différentes zones tentent de se dilater ou de se contracter différemment.

Cela peut entraîner :

  • des microfissures,
  • des fissures visibles,
  • des dommages de surface,
  • une rupture soudaine.

Le risque dépend donc non seulement de la température, mais également de la vitesse et de l'uniformité du changement de température.

Principales causes du choc thermique

1. Placer du verre chaud sur une surface froide

La base du récipient peut refroidir beaucoup plus rapidement que les parties supérieures, générant ainsi des contraintes.

2. Ajouter un liquide froid dans un récipient chaud

Le contact soudain avec un liquide très froid peut provoquer un refroidissement local rapide.

Immerger directement du verre chaud dans de l'eau froide est particulièrement risqué.

3. Chauffer trop rapidement du verre froid

Le choc thermique peut également se produire pendant le chauffage.

Une source de chaleur intense appliquée directement à une verrerie très froide peut créer une dilatation irrégulière.

4. Chauffage irrégulier

Un chauffage concentré sur une petite zone peut générer des différences de température importantes.

5. Chauffage d'une verrerie humide

Des gouttes d'eau présentes sur la surface extérieure peuvent favoriser des variations locales de température.

Pourquoi utiliser du verre borosilicaté 3.3 ?

Le borosilicate 3.3 possède un faible coefficient de dilatation thermique.

Ses variations dimensionnelles avec la température sont donc relativement faibles, ce qui lui permet de mieux résister aux contraintes thermiques.

Il est couramment utilisé pour les béchers, fioles Erlenmeyer, ballons, flacons de laboratoire et récipients de réaction.

Sa résistance au choc thermique reste néanmoins limitée par les conditions réelles d'utilisation.

L'épaisseur du verre est-elle importante ?

Oui.

Les parois épaisses mettent davantage de temps à atteindre une température uniforme.

Lors d'un refroidissement rapide, des différences importantes peuvent apparaître entre les surfaces intérieure et extérieure.

Un verre plus épais n'est donc pas nécessairement plus résistant au choc thermique.

Rayures et microfissures

Les rayures, microfissures et petits impacts peuvent concentrer les contraintes.

Sous l'effet d'un choc thermique, ces défauts peuvent évoluer et provoquer une rupture.

Une inspection visuelle avant chauffage est donc recommandée.

Comment prévenir le choc thermique ?

Le principe essentiel consiste à éviter les variations brusques et irrégulières de température.

La verrerie doit être chauffée et refroidie progressivement. Évitez de placer du verre chaud sur des surfaces très froides ou humides et respectez les recommandations du fabricant.

Comment refroidir la verrerie chaude ?

Laissez-la refroidir progressivement sur une surface sèche et résistante à la chaleur.

L'objectif est de limiter les différences importantes de température entre les différentes parties du verre.

Peut-on réutiliser une verrerie ayant subi un choc thermique ?

Une verrerie présentant des fissures, éclats ou dommages importants ne doit pas être réutilisée.

Une vigilance particulière est nécessaire pour les applications sous pression, sous vide ou à température élevée.

Conclusion

Le choc thermique est principalement provoqué par des variations rapides et non uniformes de température.

Le verre borosilicaté 3.3 offre une excellente résistance grâce à sa faible dilatation thermique, mais cette résistance n'est pas illimitée.

Un chauffage contrôlé, un refroidissement progressif et une inspection régulière permettent de réduire considérablement les risques.