Les ponts et autres structures à sol en verre se multiplient à travers le globe, notamment pour leur potentiel touristique. Récemment, à l’extérieur de la ville chinoise de Longjing, un pont à fond de verre se serait effondré suite à des vents de plus de 100 km/h, menaçant la vie d’un touriste. Ces structures en verre sont-elles globalement sûres ou faut-il craindre leur apparente fragilité ?
Des vents violents auraient brisé un pont à fond de verre en Chine, laissant un homme piégé à une hauteur de 91 mètres. Les autorités affirment que le pont à l’extérieur de la ville de Longjing a été frappé par des vents pouvant atteindre 150 km/h. Les attractions touristiques similaires à fond de verre devenant de plus en plus courantes dans le monde, du Tower Bridge à Londres au Grand Canyon Skywalk en Arizona, devrions-nous nous inquiéter quant à leur sécurité ?
Paul Bingham, un physicien des matériaux à l’Université de Sheffield Hallam, au Royaume-Uni, indique qu’il n’aurait aucune réticence à marcher sur l’un d’eux — tant que ce n’est pas sous un vent de 150 kilomètres par heure. « Les concepteurs et les architectes doivent réfléchir soigneusement au choix des matériaux utilisés, mais je ne pense pas que les gens devraient s’inquiéter ».
Bingham précise que le verre a deux faiblesses en tant que matériau de construction. « La première est que le verre est intrinsèquement cassant. La deuxième est qu’il n’a pas de cristaux, donc une fois qu’une fissure à la surface commence à se propager, il n’y a pas grand-chose pour l’arrêter », explique-t-il. De nombreuses recherches sur la fabrication du verre se concentrent sur la manière de réduire la quantité de défauts de surface. « Si la surface est rayée, le verre est beaucoup plus faible que si la surface est vierge et n’a pas été en contact avec la poussière ou l’atmosphère ».
Les techniques visant à rendre le verre résistant
Il existe un certain nombre de techniques pour créer un verre extrêmement résistant du type probablement utilisé pour le pont de Longjing. La première consiste à recouvrir le verre moderne d’un autre matériau, tel qu’un polymère, qui le protège des défauts. Ces matériaux sont développés pour avoir le même indice de réfraction que le verre, de sorte qu’ils ne déforment pas les rayons lumineux qui le traversent, le faisant apparaître comme du verre normal.
De nombreux fabricants de verre peuvent ajouter des stratifiés de polymères flexibles entre les feuilles de verre, de sorte que même si une couche se brise, la feuille reste intacte. Bingham explique que le verre sur le pont était susceptible d’avoir eu un tel revêtement et des stratifications, mais il aurait également été trempé. Cela présente deux avantages : cela rend le verre plus résistant et, lorsqu’il se brise, il a tendance à former des morceaux inoffensifs plutôt que des éclats tranchants.
Le durcissement écrase les surfaces extérieures du verre et étire l’intérieur. Cela peut être fait chimiquement, ce qui implique de tremper une feuille de verre dans du nitrate de potassium fondu, provoquant la migration du sodium contenu dans le verre dans le matériau fondu et la migration des atomes de potassium plus gros à l’intérieur. Cela peut être aussi fait thermiquement en refroidissant rapidement la surface du verre fondu, permettant à la section intérieure de refroidir plus lentement. Cette compression force efficacement le comblement de tous les petits défauts et les empêche de se propager.
L’effondrement d’un pont à fond de verre pourrait théoriquement être dû à des défauts dans le verre qui pourraient lui permettre de se fissurer, ou permettre à des fissures de se propager, précise Bingham, mais il pense que c’est peu probable. Il insiste donc sur le fait que les ponts en verre sont sûrs. Il est beaucoup plus probable dans ce cas, dit-il, que les vents exceptionnellement forts ont créé des tensions trop importantes pour que le verre du pont tienne pendant que les visiteurs étaient dessus.