Brevet FR2934587A1 — publié le 20100205

UNITE ET PROCEDE DE TRAITEMENTS DE SURFACE DE VERRE PLAT AVEC CONDITIONNEMENT THERMIQUE DU VERRE. L'invention est relative à une unité de traitements de surface de verre plat, en particulier sous forme d'un ruban ou d'une plaque, avec un conditionnement thermique du verre permettant d'augmenter la température de l'une des faces du verre aux températures requises et pendant les durées nécessaires pour obtenir des traitements efficaces de sa surface, notamment par modifications des propriétés chimiques, optiques ou mécaniques ou le dépôt d'une ou plusieurs couches minces. Ce conditionnement du verre est mis en oeuvre sur un ruban de verre produit en continu par le procédé de verre flotté (float), le procédé de laminage ou le procédé d'étirage. II est également mis en oeuvre lors de procédés de traitement de plaques de verre qu'elles soient en défilement ou en discontinu (batch). Le verre peut avoir été préalablement traité, par exemple par le dépôt d'une couche réalisée dans le bain d'étain. L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement, une 20 unité de traitement pour la fabrication de verre plat destiné à l'architecture, à l'automobile ou aux applications solaires. On rappelle que certaines des applications décrites ci-dessus nécessitent de plus en plus un traitement de la surface du verre par le dépôt de 25 couches minces, souvent constituées de plusieurs couches successives. Ces couches permettent d'obtenir par exemple des propriétés de réflexion solaire, de faible émissivité, de conductivité électrique, de coloration, d'antisalissure et autres. Par souci de simplification de la description, on considérera par la suite 30 que le traitement surfacique est réalisé sur la face supérieure. Néanmoins, selon l'invention, la face à traiter peut indifféremment être la face supérieure ou inférieure ou les deux. Les modifications des propriétés optiques ou mécaniques de la surface du verre peuvent être obtenues par un procédé de réalisation d'une structure à 35 l'aide d'un rouleau graveur sur l'une des faces d'un ruban de verre. D'autres applications nécessitent la transformation des propriétés mécaniques, chimiques ou des caractéristiques optiques du verre par des procédés de changement de composition chimique et structurel dans une profondeur limitée du verre. Les principaux procédés utilisés à pression atmosphérique pour le dépôt de couches minces sont le CVD (dépôt par pyrolyse d'une vapeur - chemical vapor deposition), le CVD par flamme, le plasma atmosphérique, le SP (pyrolyse d'un brouillard û spray pyrolysis). Ces procédés peuvent chauffer ou refroidir la surface du verre, à des degrés variés. Les procédés par pyrolyse nécessitent une température élevée du verre pour obtenir la décomposition des réactifs et la formation des couches. Ils sont donc particulièrement adaptés lorsque le verre plat se trouve encore à température élevée lors de sa fabrication ou lors de sa transformation (trempe du verre par exemple). La fabrication du verre flotté implique le formage du ruban de verre sur un bain d'étain liquide à partir d'une température de 1000°C jusqu'à une température d'environ 620°C pour le verre sodocalcique. Le formage du ruban à une épaisseur et largeur constante s'arrête à environ 800°C. En dessous de cette température, la géométrie du ruban reste stable et on poursuit un refroidissement contrôlé du ruban sur l'étain. A la température maximale de 620°C, on lève légèrement le ruban par des rouleaux mécaniques hors du bain pour le passer dans une étenderie. Dans cette étenderie, on refroidit le ruban de 620°C à environ 50°C avant sa découpe en panneaux. La température maximale d'environ 620°C, équivalente à une viscosité d'environ 2.3 x 1010 dPas, permet d'obtenir une qualité conforme aux standards EN ou ASTM. Pour des exigences de qualité plus faibles concernant le marquage par les moyens de support du verre ou les défauts de planéité, la température de sortie bain pourra être supérieure. Pour des compositions de verre différentes de celles du verre sodocalcique standard, la température maximale à la sortie du bain peut également être différente. Une partie des procédés CVD est installée dans les bains d'étain de sorte de bénéficier d'une température élevée du verre favorable au dépôt et ce malgré l'accessibilité difficile de la surface du ruban. Le bain d'étain est protégé par une atmosphère réductrice constituée d'un mélange N2 + H2 pour empêcher l'oxydation de l'étain liquide. Cette atmosphère favorise le dépôt de couches nécessitant une atmosphère réductrice telles que les couches métalliques. D'autres procédés, par exemple le SP, ne peuvent pas être mis en oeuvre dans le bain d'étain car ils pollueraient l'atmosphère au-dessus du bain. Dans un tunnel de recuisson tel qu'une étenderie, l'atmosphère est constituée d'air et le transport du ruban s'effectue habituellement sur des rouleaux. La surface du verre est ainsi plus facilement accessible pour un procédé de dépôt. La totalité des systèmes SP et une partie des procédés CVD sont ainsi installés dans la section initiale des étenderies dans laquelle la température du verre est limitée à une valeur maximale de 620°C. La température de la surface du ruban joue un rôle primordial dans le rendement et la qualité des procédés de dépôt pyrolytique et de transformation 15 de la surface, par exemple par diffusion. Par exemple, un traitement CVD pyrolytique standard consiste en un dépôt d'une couche mince de Si amorphe utilisée comme couche réflective dans l'architecture. Le dépôt s'effectue par décomposition du gaz silane. La 20 cinétique de la décomposition pyrolytique du silane est lente pour des températures Le traitement SP refroidit davantage le ruban de verre que le procédé CVD ce qui cause des problèmes de déformation du verre lorsque sa température chute localement en dessous d'environ 570°C pour du verre 30 sodocalcique. Cette faible température entraîne également une baisse du rendement de décomposition du réactif et une mauvaise adhésion de la couche. Les procédés de transformation de la surface du verre, par exemple pour 35 obtenir une coloration par diffusion des ions colorants dans le verre ou un durcissement chimique ou mécanique par diffusion d'alumine, nécessitent une température du verre élevée. Un champ électrique peut également être mis en oeuvre de sorte de favoriser la diffusion d'ions dans une couche déposée et/ou dans le verre. Le dépôt des espèces chimiques à la surface du verre peut être réalisé par différents procédés comme la création de nano particules dans une flamme ou par la décomposition d'un réactif présent dans un réacteur CVD. Le taux de diffusion des éléments dans le verre est directement lié à la température. Celle-ci est limitée dans l'étenderie de sorte que le verre reste en dessous d'environ 620°C pour du verre sodocalcique . Le brevet US 4 536 204 décrit un chauffage du ruban en face supérieure avant revêtement de sorte de réduire l'hétérogénéité de température sur la largeur du ruban. Des moyens de chauffage radiatifs sont mis en oeuvre. Cependant le flux thermique injecté dans verre doit rester limité de sorte d'éviter de dépasser la température maximale admissible. Le niveau de température atteint en face supérieure et la durée de maintien à température sont par conséquent limités. Le brevet US 4 022 601 décrit un dispositif de revêtement SP placé entre le bain d'étain et l'étenderie. La température maximale admissible pour le verre produit et le niveau de qualité requis est de 649°C à la sortie du bain. Le dispositif de revêtement induisant un fort refroidissement du verre, un dispositif de chauffage est implanté en face supérieure juste en amont du dispositif de revêtement de sorte de compenser ce refroidissement et ramener le verre à sa température initiale. Un second moyen de chauffage placé en face inférieure au niveau du dispositif de revêtement permet de compenser le refroidissement induit par le procédé de revêtement afin d'éviter la déformation qui résulterait d'un début de figeage du verre. Cette invention ne permet pas de porter le verre à une température supérieure à celle qu'il a à la sortie du bain. L'invention a pour but, surtout, de permettre d'élever la température de la face à traiter du verre pour une plus grande efficacité des procédés décrits précédemment, sans pour autant provoquer des déformations et/ou un marquage du verre par les moyens de support placés sur la face opposée à celle traitée, notamment des rouleaux supports. L'invention consiste principalement en une unité de traitements de surface de verre plat, en particulier sous forme d'un ruban ou d'une plaque, notamment par modifications des propriétés chimiques, optiques ou mécaniques ou le dépôt d'une ou plusieurs couches minces, caractérisé en ce qu'elle comporte des moyens pour créer un gradient contrôlé de température dans l'épaisseur du verre de sorte que la face à traiter soit toujours aux températures requises et pendant les durées nécessaires pour obtenir des traitements efficaces de sa surface et en ce qu'elle comporte des moyens pour maintenir la face opposée à une température permettant d'éviter le marquage du verre par les moyens de support et/ou la déformation du verre par manque de tenue mécanique, tout en évitant le figeage du verre qui résulterait d'un refroidissement excessif. Avantageusement, le contrôle du gradient de température dans l'épaisseur du verre est obtenu par des moyens de chauffage de la face traitée et des moyens de refroidissement de la face opposée. L'invention consiste également en un procédé de traitements de surface de verre plat, en particulier sous forme d'un ruban ou d'une plaque, notamment par modifications des propriétés chimiques, optiques ou mécaniques ou par dépôt d'une ou plusieurs couches minces, caractérisé en ce qu'on créé un gradient contrôlé de température dans l'épaisseur du verre de sorte que la face à traiter soit toujours aux températures requises et pendant les durées nécessaires pour obtenir des traitements efficaces de sa surface et en ce que la face opposée est maintenue à une température permettant d'éviter le marquage du verre par les moyens de support et/ou la déformation du verre par manque de tenue mécanique, tout en évitant le figeage du verre qui résulterait d'un refroidissement excessif. Avantageusement, le contrôle du gradient de température dans l'épaisseur du verre est obtenu par un chauffage de la face à traiter et un refroidissement de la face opposée. La mise en oeuvre de l'invention permet d'augmenter les températures auxquelles seront réalisées les traitements surfaciques de sorte d'améliorer leurs performances. Cette augmentation de température peut être réalisée brièvement lorsqu'il est nécessaire de réaliser un traitement de courte durée ou elle peut être maintenue sur une durée plus importante lorsque le traitement surfacique le nécessite. Cette augmentation de la température est rendue possible par le refroidissement simultané obtenu en face opposée à la face à traiter selon l'invention. Ce refroidissement simultané permet de limiter la température de la face opposée de sorte de limiter le marquage et l'affaissement du verre. II doit être contrôlé de sorte d'éviter un défaut de planéité causé par un figeage partiel du verre. Le procédé selon l'invention se caractérise également en ce que le conditionnement thermique du verre est réalisé avant et/ou après le dispositif de traitement. Il peut également être appliqué pendant le traitement. Dans le cas ou le conditionnement thermique est effectué pendant le traitement, le dispositif de traitement peut intégrer des moyens de chauffage et/ou de refroidissement. Le procédé selon l'invention se caractérise également en ce que la température de la face supérieure du verre est adaptée le long de l'unité de traitements de sorte d'optimiser les traitements réalisés. Selon la nature du traitement, la face supérieure est portée à la température visée et maintenue à cette température pendant la durée nécessaire à la réalisation du traitement. Le chauffage en face supérieure et le refroidissement en face opposée conduit à un gradient de température important dans le verre. Après la fin du traitement, on favorise l'homogénéisation de température dans l'épaisseur du verre, par exemple au moyen d'un refroidissement de la face supérieure, de sorte de retrouver les conditions thermiques habituelles en sortie de l'unité de traitement et en entrée d'étenderie. Selon une variante de réalisation de l'invention, le verre n'a pas atteint sa température habituelle en entrée d'étenderie à la sortie de l'unité de traitement. Dans ce cas, une adaptation du refroidissement initial de l'étenderie est nécessaire, par exemple au moyen d'un refroidissement supérieur renforcé et/ou par une prolongation de la première zone. Selon un autre exemple de traitement, la température à laquelle est portée la surface du ruban est adaptée le long de l'unité de conditionnement thermique de sorte d'optimiser l'efficacité du traitement, la température de la face à traiter étant supérieure à 620°C tout en veillant à ce que la température de la face opposée reste dans la gamme de température préconisée, entre 550°C et 620°C pour du verre sodocalcique. Pour d'autres qualités de verre, une équivalence de ces niveaux de températures est obtenue en exprimant celles-ci par une viscosité. La viscosité de la face à traiter sera supérieure à environ 2.3 x 1010 dPas tout en veillant à ce que la température de la face opposée reste dans la gamme de viscosité préconisée, entre environ 1013 dPas et 2.3 x 1010 dPas. Selon un exemple de réalisation de l'invention, la température de la face à traiter est alternée en un point sur le verre entre une valeur haute et une valeur basse autour d'une température moyenne en maintenant la face opposée à une température d'environ 570°C pour du verre sodocalcique, correspondant à une viscosité d'environ 1.9 x 1012 dPas. Ce mode de réalisation permet de renforcer les traitements par diffusion dans l'épaisseur du verre lorsque cette diffusion suit une loi de type Arrhenius car les pics de température conduisent à une diffusion plus importante qu'un simple maintien à la température moyenne. Le procédé selon l'invention se caractérise également en ce que l'unité de traitements intègre un ou plusieurs dispositifs successifs de traitements du verre, par exemple pour effectuer un empilage de couches différentes, pour combiner une couche avec un procédé de diffusion, ou réaliser une couche unique de forte épaisseur. Ces dispositifs successifs de traitements peuvent être de natures différentes, comme un SP suivi d'un CVD puis d'un CVD par flamme. Cette unité de traitements surfaciques selon l'invention permet de réaliser dans l'unité les traitements habituellement réalisés dans le bain d'étain ou dans l'étenderie. Elle permet également de s'affranchir des contraintes actuelles en permettant d'inverser l'ordre dans lequel les procédés sont mis en oeuvre. II est en effet possible de réaliser en premier un traitement SP puis un traitement CVD haute température, tel que réalisé dans le bain d'étain, alors que cela n'était pas possible auparavant car la mise en oeuvre d'un SP dans le bain est exclue. Le procédé selon l'invention permet de placer des dispositifs de traitement sur une seule face ou sur les deux faces du verre. La mise en oeuvre de traitements sur les deux faces permet par exemple de combiner une couche fonctionnelle sur une face, par exemple anti-réflexion, et une couche transparente électriquement conductrice sur la face opposée. La nature et l'ordre des procédés de traitement mis en oeuvre seront adaptés au résultat visé par le traitement du verre. Les exigences thermiques des différents traitements peuvent être différentes ce qui conduit à moduler les flux thermiques imposés sur les deux faces du verre. La modulation du flux sur la face à traiter permet d'obtenir la température requise pour chacun des traitements. Il sera par exemple nécessaire de chauffer de façon plus intense en amont et en aval d'un SP. Le procédé selon l'invention se caractérise également en ce que la température de la face supérieure du verre est adaptée le long de l'unité de conditionnement thermique de sorte d'optimiser chaque traitement successif. Le procédé selon l'invention se caractérise également en ce que la température de la face à traiter est supérieure à 620°C, de préférence supérieure à 640°C, et celle de la face opposée du verre est comprise entre 550°C et 620°C dans l'unité de conditionnement thermique dans le cas d'un verre sodocalcique supporté par des moyens mécaniques tels que des rouleaux. Selon un exemple de réalisation de l'invention, lorsqu'un flux et une température surfacique importants sont nécessaires pour la réalisation du traitement, un refroidissement de la face traitée est également réalisé après le traitement de sorte d'évacuer davantage de calories. Le moyen de chauffage selon l'invention permet d'obtenir un profil transversal de température avec une alternance entre des niveaux de température différents. L'intensité du refroidissement de la face inférieure est également adaptée transversalement. Ces niveaux de température différents en face supérieure permettent d'obtenir une variation sur la largeur du verre de l'épaisseur d'un dépôt, de l'importance d'une diffusion ou toute autre modification. Par exemple pour la fabrication de cellules photovoltaïques, il est possible de réaliser un dépôt métallique des bandes successives permettant de contacter plusieurs cellules photovoltaïques. Selon l'invention, la composition chimique, la pression et la température de l'atmosphère à l'intérieur de l'unité de traitements sont adaptées à chaque traitement mis en oeuvre. Une atmosphère réductrice est nécessaire pour le dépôt de certaines couches, telles que les couches métalliques. Pour des raisons de sécurité, la pression dans l'unité pourra être supérieure ou inférieure à la pression atmosphérique selon les espèces en présence dans l'unité de traitements. L'unité de traitements peut comprendre des sections dans lesquelles l'atmosphère est différente de sorte d'être adaptée pour le traitement réalisé dans chaque section. L'atmosphère présente dans l'unité de traitements peut provenir du bain d'étain, après un éventuel filtrage. D'une manière générale, l'atmosphère à l'intérieur de l'unité de traitement doit être dépourvue de poussière ce qui peut nécessiter un filtrage des gaz injectés. Dans le cas d'un procédé de verre flotté (float), l'unité de traitements selon l'invention est placée entre la sortie du bain et l'étenderie ou intégrée en début d'étenderie. Elle peut être séparée ou accolée au bain d'étain et/ou à l'étenderie. Afin de définir les paramètres thermiques pour le conditionnement 15 thermique du verre, il est nécessaire de prendre en compte : . L'épaisseur à chauffer à la température souhaitée pour le traitement, . La vitesse du verre, . La diffusivité thermique du verre, . L'enthalpie du verre, 20 . L'émissivité du verre. L'unité de traitements selon l'invention permet de traiter une large gamme d'épaisseurs de verre, par exemple de 2 à 25 mm. La variété des traitements possibles nécessite donc un dimensionnement thermique adapté pour obtenir le 25 résultat souhaité tout en évitant une surchauffe du verre, une installation de trop grande taille ou une consommation énergétique excessive. Une méthode selon l'invention permet d'une manière simple et rapide de déterminer les conditions optimales pour le chauffage et le refroidissement du 30 ruban à imprimer à différentes profondeurs pour une vaste gamme de productions du verre flotté. Elle sera décrite pour un exemple de réalisation. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement 35 question ci-après à propos d'exemples de réalisation pour du verre sodocalcique décrits avec références aux dessins annexés, mais qui ne sont nullement limitatifs. Sur ces dessins : - Fig. 1 est une coupe longitudinale schématique d'une ligne de fabrication de verre flotté, mettant en oeuvre le procédé de l'invention - Fig. 2 est une vue schématique à plus grande échelle d'une partie de la figure 1 montrant plus en détails l'unité de conditionnement thermique - Fig. 3 est un diagramme représentant en ordonnée les températures du ruban en fonction de la position longitudinale en abscisse dans le cas d'une température de traitement constante. - Fig. 4 est un diagramme représentant en ordonnée les températures du ruban en fonction de la position dans l'épaisseur en abscisse dans le cas d'une 10 température de traitement constante. - Fig.5 est une coupe longitudinale d'une unité de traitement selon l'invention comprenant 4 dispositifs de traitements successifs en face supérieure. - Fig.6 est un diagramme montrant le spectre d'absorption d'un verre 15 flotté sodocalcique clair et le spectre d'un corps noir. - Fig. 7 est un diagramme montrant en ordonnée les températures du ruban en fonction de la position longitudinale en abscisse dans le cas d'une température de traitement modulée avec la mise en oeuvre de 4 réacteurs CVD, dont 3 en face supérieure et 1 en face inférieure. 20 Le transport d'un ruban à une température élevée se heurte à des problèmes majeurs comme le marquage par les rouleaux ou l'affaissement et la déformation du verre entre deux rouleaux. Pour du verre sodocalcique, l'expérience montre que pour une vitesse 25 de défilement typique de 10 à 20 m/min, une température d'environ 620°C est la limite supérieure pour éviter le marquage du ruban par les rouleaux supports ou l'affaissement entre les rouleaux. Pour des vitesses inférieures, telles que dans les fours de transformation des plaques de verre, la température maximale admissible est plus faible, de l'ordre de 580°C. 30 Pour du verre sodocalcique l'expérience montre également qu'une température d'environ 570°C est la limite basse à partir de laquelle le verre commence à se figer. Lors d'un refroidissement d'une plaque ou d'un ruban de verre, on veille 35 à refroidir les deux faces symétriquement. Pour un verre se trouvant au-dessus de la température de transition Tg, un refroidissement symétrique conduit d'abord au figeage symétrique des feux faces puis ensuite au figeage du volume. Lorsque le figeage ne se produit pas de manière symétrique sur les deux faces, cela cause une courbure du verre. Si uniquement une face commence à se figer alors la plaque ou le ruban de verre se déforme. Pour prendre en compte ces risques, l'invention prévoit de maintenir la 5 face opposée en contact avec les rouleaux à une température comprise entre 550°C et 620°C pour du verre sodocalcique. L'affaissement et la déformation entre les rouleaux est fonction de la température du verre. Une température homogène de environ 620°C pour le 10 verre sodocalcique présente la limite supérieure à partir de laquelle on observe un affaissement significatif du verre pour une distance entre rouleaux de 500 mm, distance standard dans une étenderie. Un affaissement excessif entre les rouleaux risquerait de former des ondulations permanentes dans le verre. 15 Pour certains traitements du verre, comme le dépôt d'une couche mince par CVD, il est indispensable de maintenir une excellente planéité du verre en raison du jeu réduit entre la surface du verre et le réacteur CVD. Des tables de lévitation sont également utilisées pour le transport du 20 verre. L'absence de contact mécanique peut permettre une température légèrement supérieure à 620°C. Cependant, la baisse de la viscosité conduit rapidement à une moindre tenue mécanique du verre. Une température d'environ 620°C présente donc la limite supérieure d'un 25 verre sodocalcique dans un système de traitement thermique de verre plat avec un transport mécanique. De sorte d'augmenter les performances d'un procédé de traitement de surface, par exemple par CVD, l'invention prévoit d'augmenter la température de la face 30 à traiter, par exemple à 650°C. Un chauffage placé juste en amont du réacteur CVD permet d'augmenter la température de la face supérieure, plus généralement la face à traiter, du verre sans que cela ne conduise à une augmentation de température de la face opposée. Ce flux de chaleur doit être rapidement évacué après le réacteur CVD de sorte de ne pas dépasser la 35 température maximale admissible en face inférieure. Dans le cas où le réacteur provoque peu de pertes thermiques, ce qui est souhaitable pour le dépôt de la couche visée, un refroidissement de la face traitée pourra être réalisé après le réacteur. Néanmoins, cette option n'est pas satisfaisante pour un verre d'une épaisseur usuelle, de 3 à 5 mm, car la diffusion de chaleur qui se produit lors du chauffage et pendant le dépôt conduit à une augmentation rapide et excessive de température de la face opposée pouvant provoquer le marquage du verre par les rouleaux. Dans le cas où plusieurs réacteurs CVD consécutifs sont utilisés pour réaliser un empilage de couches, le problème de diffusion de la chaleur dans l'épaisseur du ruban serait encore plus marqué. Cette configuration conduirait également à un affaissement supplémentaire du ruban entre les rouleaux préjudiciable au traitement CVD. L'invention prévoit un refroidissement de la face opposée pour la maintenir à une température permettant d'éviter le marquage du verre par les moyens de support et/ou la déformation du verre par manque de tenue mécanique, tout en évitant le figeage du verre qui résulterait d'un refroidissement excessif. En se reportant à Fig.1 des dessins, on peut voir un premier exemple de réalisation de l'invention, avec schématiquement représentée, une installation de production de ruban de verre selon le procédé de verre flotté. L'installation comprend un four 1 dans lequel est introduite la matière première, sable, fondant, calcin, etc.., servant à la fabrication du verre. Un ruban de verre B à l'état pâteux sort du four 1 en étant supporté par un bain d'étain en fusion 2 occupant la partie inférieure d'une chambre de flottation 3 sous atmosphère réductrice, notamment atmosphère d'azote et d'hydrogène. Le formage du verre sur le bain d'étain a lieu à une température comprise environ entre 1000°C et 600°C A l'extrémité de sortie de la chambre 3, le ruban de verre B est soulevé du bain d'étain et passe dans la � drossbox � DB (ou sortie du bain) sur des rouleaux 4 appelés � rouleaux LOR � (Lift Out Rollers). Le ruban B traverse ensuite un espace 5 à l'air libre, sur une longueur de quelques dizaines de centimètres. Cet espace est parfois fermé et doté de moyen d'évacuation du gaz provenant du bain d'étain. Le ruban B entre alors dans une unité A de traitements surfaciques selon l'invention. Celle-ci comprend des rouleaux 6 comme moyen de transport du verre, un dispositif de chauffage 7 et une unité de traitement 8 en face supérieure du verre, et un dispositif de refroidissement 9 en face inférieure, à l'opposé du dispositif de chauffage 7. Des dispositifs E placés en entrée et en sortie de l'unité de traitement 8 permettent de limiter les déperditions thermiques et l'échange d'atmosphères. A la suite de l'unité de traitement, le verre entre dans l'étenderie L. Tout le long de l'étenderie le ruban de verre est supporté à l'horizontal par des rouleaux 10 entraînés en rotation à la vitesse d'avance du ruban. Un effort de traction réglable F est exercé sur le ruban B. L'intensité de la traction F permet d'agir sur le formage du ruban B dans le bain d'étain 3. Des refroidisseurs K sont prévus au-dessus et au-dessous du ruban. Les données prises en compte pour cet exemple de réalisation son les suivantes : . Un ruban de verre sodocalcique clair sans couche mince d'une largeur de 3.7 m, d'une épaisseur de 4 mm, et une vitesse de défilement de 15 m/min, . Le traitement surfacique est réalisé après les rouleaux LOR 4 mais avant le début de la recuisson du ruban, le verre étant à une température de 610°C, . le traitement surfacique nécessite de chauffer la face supérieure à la température de 650°C. . Le traitement surfacique nécessite un maintien de cette température pendant 12 secondes, correspondant à une longueur de 3m à 15m/min . Le système de traitement surfacique n'a pas d'impact sur la thermique du ruban, c'est-à-dire qu'il ne modifie pas la température du ruban. D'autres exemples de réalisation repris ci-dessous permettront de traiter le cas où le système de traitement surfacique a un impact sur la thermique du ruban. A présent on va préciser plus en détail cet exemple de réalisation. Pour obtenir la température et la durée souhaitée, un système de chauffage et de refroidissement est conçu selon l'invention de la manière suivante, représentée en figure 2 : On impose un flux thermique positif de 60kW/m2 en face supérieure sur une longueur de 0.7m (zone d'initialisation 11), notamment par un 30 chauffage par combustion 11 a. Sur la face opposée, on refroidit sur la même longueur avec un flux thermique de -15 kW/m2, notamment par des dispositifs de refroidissement par convection 11 b, avec soufflage d'air. Ensuite, on chauffe la surface supérieure avec un flux de 25kW/m2 35 sur une longueur de 3.1m (zone de maintien 12), notamment avec des dispositifs de chauffage radiatifs 12a. Sur la face opposée, à partir de la position 0.7 m, on refroidit avec un flux de -25kW/m2 sur une longueur de 4m. Une zone d'homogénéisation 13 fait suite à la zone de maintien 12. La figure 3 représente les profils de température dans le ruban de verre, avec les courbes Tsup pour la température de la surface supérieure, Tinf pour la température de la surface inférieure, Tcentre pour la température au centre. La température en °C est portée en ordonnée, et la position en mètres est portée en abscisse. Le flux thermique du chauffage renforcé au début du conditionnement sert à établir plus rapidement un gradient de température dans le ruban. Les flux thermiques, positif et négatif, sur les deux faces ne sont pas équilibrés dans cette section ce qui permet d'augmenter légèrement la température moyenne du ruban. On obtient rapidement la température souhaitée de 650°C à la surface du ruban. Le refroidissement évite l'augmentation de la température de la face inferieure au dessus de 620°C, température critique pour le marquage du ruban par les rouleaux. La température sur la face inférieure tombe à environ 580°C. Cette température est encore suffisante pour éviter le début du figeage du ruban avec le risque de la déformation. Le chauffage et le refroidissement sont ensuite équilibrés sur les deux faces sur une distance de 3.1 m, entre les positions 0.7 m et 3.8 m, ce qui permet de maintenir un gradient de température stable à travers le ruban de verre. Tout au long du processus de traitement de surface, on maintient ainsi une température de 650°C à la face supérieure et de 580°C sur la face inferieure. A la position de 3.8m dans le diagramme de la figure 3, on arrête le chauffage de la face supérieure tout en maintenant le refroidissement de sorte d'homogénéiser la température du ruban dans son épaisseur (zone d'homogénéisation). La température de la face supérieure diminue dès lors rapidement même sans refroidissement de la face supérieure en raison de la diffusion de chaleur en profondeur du ruban. Un refroidissement de cette face supérieure permettrait d'accélérer cette homogénéisation en température. Le refroidissement continue sur la face inferieure jusqu'à la position de 4.8 m. De cette manière, on baisse la température moyenne du ruban ce qui permet de retrouver à environ la position de 7m les températures initiales du ruban avant la mise en oeuvre du conditionnement thermique selon l'invention. L'unité de conditionnement thermique peut se terminer dès la position de 3.8m si la première zone de l'étenderie est adaptée thermiquement. II convient dans ce cas de compenser la différence de température du ruban à l'entrée de l'étenderie par un refroidissement renforcé de la face supérieure sur une distance limitée. Le diagramme de la figure 4 montre l'évolution du profil vertical de température du ruban le long de la zone de conditionnement thermique. La température est portée en ordonnée, et la position dans l'épaisseur est portée en abscisse. La courbe en trait plein correspond au profil à la position 0.7m dans l'unité, celle en pointillé correspond au profil à la position 1 m et celle en tirets à la position 3.8m. La température de 650°C est atteinte avec un profil encore courbé qui se linéarise rapidement. A la position de 1 m, le profil de température est encore légèrement courbé. A la position de 3.8 m, le profil est linéaire. Toutefois, le traitement surfacique du verre peut déjà débuter à la position de 0.7m car la température visée est atteinte. Pour déterminer les flux thermiques nécessaires pour le conditionnement thermique du ruban, il est d'abord nécessaire de connaitre la conductivité du verre. La particularité du verre est sa conductivité simultanée par phonons et photons : Mais seuls les photons qui sont émis dans la partie `opaque' du spectre d'absorption contribuent à la conductivité appelée `active'. La conductivité active d'un verre flotté de type sodocalcique clair a été déterminée dans la gamme de 600-700°C par une approximation linéaire : 2(T) _ (a0+al •T)[W /m K] Avec les coefficients a0=0.9 et al= 8.9*10-4 * K -1 On trouve dans la littérature des articles qui traitent plus en détail la conductivité, la diffusivité thermique et sa détermination pour d'autres qualités de verre, par exemple M. Lazard, S. André, D. Maillet, Inf. J. of heat and mass transfer 47 (2004), pages 477 à 487. Avec l'épaisseur de la feuille de verre (4mm) et la température surfacique nécessaire pour le traitement (650°C), et la température fixée pour la face inferieure (580°C) on détermine ensuite le flux thermique à imposer à travers la 35 feuille. = 2(Tsup) + 2(Tnf) (Tsup ù Tinf ) 2 epaisseur Avec les paramètres de l'exemple exposé ci-dessus on obtient un flux de 25 kW/m2 à établir dans la zone de maintien. Ce flux a été utilisé dans la simulation présentée en figure 3. On obtient effectivement des températures proches des températures visées. Pour déterminer la longueur de la zone d'initialisation, c'est-à-dire la durée pour atteindre les températures visées en face supérieure et inférieure et un établissement d'un gradient plus ou moins linéaire, on se sert d'une autre approche qui permet de déterminer la longueur de l'initialisation pour différentes vitesse du verre, différentes épaisseurs ou diffusivités thermiques. Un nombre adimensionnel appelé � nombre de Péclet� permet de déterminer les conditions optimales pour un procédé de diffusion thermique combiné à un transport massique comme celui mis en oeuvre selon l'invention pour chauffer le verre en déplacement. Dans notre cas, la direction de diffusion de la température est perpendiculaire à la direction de transport massique correspondant au défilement du ruban. Cette particularité demande une redéfinition du nombre de Péclet classique utilisant une approche monodimensionnelle avec une même direction de la diffusion et du transport. Cette redéfinition est basée sur 2 temps caractéristiques, le temps caractéristique pour la diffusion de la chaleur en profondeur et le temps caractéristique pour le transport horizontal du verre. Le temps caractéristique pour la diffusion de la chaleur en profondeur td;ff est donné par td;ff = (épaisseur/2)2/diffusivité thermique. Le temps caractéristique pour le transport horizontal du ruban dans la zone d'initialisation taonä est donnée par tconä = longueur zone/vitesse ruban. Le rapport entre tdiff/tconv définit le nombre de Péclet Pe. Pe _ tdur _ (epaisseur • 0.5)2 vitesse diffusivité _thermique longueur La longueur de la zone d'initialisation est telle que le nombre de Péclet soit compris entre 0.5 et 15 et favorablement entre 3 et 5. Le profil thermique est ainsi suffisamment établi en profondeur pour assurer une bonne stabilité des températures sur les faces inférieures et supérieures. Dans l'exemple ci-dessus, la longueur de la zone d'initialisation a été déterminée à 0.7 m sur la base d'un nombre de Péclet de 3. La Figure 4 montre que cette longueur conduit à un profil de température dans l'épaisseur du verre avec une bonne diffusion de la chaleur en profondeur à la position 0.7m. Il est donc possible de commencer le traitement visé. Après avoir défini la longueur, le flux thermique à injecter dans la zone d'initialisation est facile à estimer. On calcule la température moyenne entre la température initiale du verre et la température de surface visée. Puis, avec la vitesse, la densité et la chaleur spécifique du verre, on calcule le flux d'énergie nécessaire pour atteindre cette température moyenne. La division de ce flux par la longueur de la zone d'initialisation donne la densité de flux thermique à injecter dans le verre. On utilise le même raisonnement pour déterminer la densité de flux thermique du refroidissement de la face inferieure en zone initialisation. La même méthode est ensuite utilisée pour dimensionner la longueur et les flux des zones successives de conditionnement thermique de l'unité de traitements. L'exemple suivant de réalisation de l'invention représenté en Figure 5 montre une unité de traitements comprenant une zone 11 d'initialisation thermique, une zone 12 de traitement et une zone 13 d'homogénéisation thermique. La zone d'initialisation 11 comporte un dispositif de chauffage par 25 combustion 11 a. En zone de traitement 12, plusieurs unités successives permettent de réaliser une transformation chimique du verre et/ou un empilage de couches. Selon l'exemple de la Figure 5, la zone de traitement 12 comporte : - au-dessus du ruban de verre supporté par des rouleaux, successivement, 30 une unité de traitement par plasma 12b1, une unité (ou réacteur) CVD 12b2 et une unité SP 12b3, une unité CVD par flamme 12b4, puis, pour le traitement de la face inférieure du ruban, au-dessous de ce dernier, une unité CVD 12b5 avec moyen de lévitation par soufflage d'un gaz sous le ruban pour le soutenir en l'absence de rouleaux. 35 - des moyens de chauffage 12a par exemple radiatif par infrarouge ou micro- onde. Des dispositifs de refroidissement 11 b, notamment par soufflage d'air, sont prévus sur la face opposée à celle traitée. La zone d'homogénéisation 13 comporte un refroidisseur 13b à eau avec isolation, suivi d'un dispositif 13c avec poutres transversales supérieure et inférieure munies de moyens de mesure par thermocouple de la température du ruban. La température surfacique de la face traitée est ajustée sur la longueur de la zone selon l'invention pour optimiser chaque traitement, la température de la face inférieure étant maintenue dans la plage visée, entre 550°C et 620°C pour du verre sodocalcique. Cet ajustement de la température est réalisé par des moyens de chauffage, d'égalisation, ou de refroidissement selon qu'il est nécessaire de chauffer, d'égaliser ou de refroidir la face supérieure du verre en fonction de la température à la sortie du traitement précédent et celle visée à l'entrée du traitement suivant. On a représenté sur cette Figure 5, les moyens de mesure de température 14, par exemple par pyrométrie optique ou à l'aide de thermocouples intégrés à l'équipement de dépôt. On voit également les dispositifs 15 de reprise des gaz provenant du chauffage (fumées de combustion), des systèmes de dépôt et des refroidisseurs. L'air de refroidissement préchauffé par le ruban pourrait être repris pour la combustion du four de fusion. Selon la nature des gaz de traitement du ruban, ceux-ci pourront être filtrés et/ou repris par la combustion du four de fusion. On considère maintenant les diverses possibilités de chauffage du verre. On peut classer les méthodes de chauffage en méthodes surfaciques, particulièrement appropriées pour injecter la chaleur par la surface, et en méthodes volumiques connues pour leur aptitude à chauffer des matériaux dans le volume. 1/ Méthodes surfaciques : Rayonnement (chauffage par absorption du rayonnement dans le 30 spectre opaque du verre), par exemple résistance électrique, flamme rayonnante ou laser, Air chaud (convection et conduction à la surface du verre) Gaz chaud (rayonnement, convection et conduction d'une combustion) 35 Plasma (gaz ionisé en contact avec la feuille de verre). 2/ Méthodes volumiques : Micro-ondes (chauffage diélectrique), Induction (chauffage par dissipation des courants électriques), Rayonnement, avec des longueurs d'ondes correspondant à une épaisseur optique égale à environ 1 selon la nature et l'épaisseur du verre. D'une manière générale, le chauffage des plaques minces de verre par micro-ondes ou induction révèle deux grandes difficultés : . mauvaise absorption et mauvais rendement, notamment pour un verre à basse température . pénétration profonde dans le volume (au lieu d'une profondeur limitée) Les moyens de chauffage volumiques présentent l'avantage de pouvoir réaliser une � réserve � calorifique sous la surface traitée avec un profil de température non linéaire dans l'épaisseur du verre. Celle-ci permettra de limiter la baisse de température de surface de la face traitée lors d'un traitement refroidissant celle-ci. Simultanément, le refroidissement de la face inférieure permet de maintenir celle-ci à la température visée. Un revêtement électriquement conducteur, un revêtement réflectif ou faiblement émissif conduit à la réflexion d'un rayonnement infrarouge. Il ne serait donc possible de chauffer efficacement le verre avec un rayonnement infrarouge au travers de la face revêtue. Le chauffage du verre ou de la couche pourra être réalisé par rayonnement si celui-ci est d'une longueur différente, par exemple microonde ou induction. Le moyen de chauffage mis en oeuvre pourra également être convectif. Le moyen de chauffage pourra également être choisi de sorte d'exploiter les propriétés des couches préalablement déposées. Ainsi, un chauffage par induction permettra de chauffer principalement une couche conductrice, par exemple métallique. Le moyen de chauffage pourra permettre d'obtenir un profil transversal de température particulier, par exemple une alternance entre deux niveaux de température de sorte de créer un traitement d'intensité variable sur la largeur du verre. Le moyen de chauffage de la face peut comprendre une rampe de brûleurs s'étendant transversalement sur la largeur du ruban et dont les flammes sont dirigées sur la face à graver du ruban. 35 Les moyens de chauffage et de refroidissement de la face supérieure du verre peuvent être intégrés dans les unités de traitement. Le moyen de refroidissement peut être un moyen radiatif, par exemple formé par un tube s'étendant transversalement sur la largeur du verre et parcouru intérieurement par un fluide de refroidissement, notamment de l'air ou de l'eau, ce tube étant situé à proximité de la face traitée. Le moyen de refroidissement peut également être un moyen convectif par soufflage d'un gaz sur le verre. Ce gaz peut être différent ou identique à celui présent dans l'unité de traitements. Le procédé selon l'invention se caractérise également en ce que le moyen de refroidissement de la face inférieure du verre ne conduit pas à un refroidissement excessif des équipements mécaniques de support du verre. Lorsqu'un refroidissement d'une face est nécessaire, il peut être obtenu par un dispositif de refroidissement ou par un refroidissement naturel lié à la conception de l'enceinte de l'unité de traitements de surface. Par exemple, une faible isolation thermique de l'enceinte ou l'ouverture de trappes permettent de favoriser un refroidissement naturel du verre. On va maintenant étudier plus en détail le cas d'un chauffage électrique, c'est à dire par rayonnement de résistances électriques qui est couramment utilisé dans les étenderies. Si on souhaite chauffer uniquement la surface du verre, il est nécessaire de considérer les aspects spectraux d'un tel chauffage. La Figure 6 montre,en trait plein, le spectre d'absorption d'un verre float sodocalcique clair, d'épaisseur de 4 mm, et en tirets le spectre d'un corps noir à 825°C. Les longueurs d'onde exprimées en micromètre sont portées en abscisse. L'épaisseur optique est portée en ordonnée sur l'échelle de gauche, tandis que le rayonnement du corps noir exprimé en W/m2pm est porté en ordonnée sur l'échelle de droite. On voit sur cette figure que le rayonnement d'un émetteur noir sera essentiellement absorbé par la surface du verre pour des longueurs d'ondes au dessus de 2.7 dam. Le calcul d'un échange radiatif entre 2 plaques infinies permet de trouver les conditions nécessaires pour transmettre le rayonnement thermique net de 25 kW/m2 nécessaire en régime stabilisé selon le premier exemple de réalisation. L'émetteur noir doit pour cela avoir une température surfacique de 825°C. A cette température, il émet également 22 kW/m2 dans la fenêtre optique du verre. Ce rayonnement traverse le ruban et chauffe les rouleaux et autres équipements situés en dessous. Un émetteur noir ou gris n'est donc que partiellement approprié pour chauffer la surface du verre. Il est préférable d'utiliser un émetteur spectral avec une réduction des émissions en dessous de 2.7mum. Une autre solution réside dans l'utilisation d'un chauffage convectif avec de l'air ou des fumées peu émissives. La figure 7 représente une simulation thermique d'un autre exemple de réalisation selon l'invention avec trois réacteurs CVD placés en face supérieure et un réacteur CVD placé en face inférieure. Le ruban de verre flotté a une épaisseur de 3 mm et une vitesse de 15m/min. Le verre est du type sodocalcique clair. Les réacteurs ont une longueur de 800 mm et causent une perte thermique à la surface du ruban qui varie entre 25 kW/m2 en début de réacteur pour finir à 10 kW/m2. Sur la figure 7 , la position exprimée en mètres suivant l'unité de traitements est portée en abscisse, tandis que la température en °C est portée en ordonnée. La courbe en trait plein correspond à la température de la face supérieure du ruban de verre, celle en tirets épais correspond à la température de la face inférieure, et celle intermédiaire en pointillé correspond à la température du centre du ruban. Une zone d'initialisation permet d'établir le gradient thermique dans l'épaisseur du verre, comme décrit dans le premier exemple de réalisation. Ensuite, pour anticiper la perte thermique des réacteurs CVD, un chauffage de courte durée est appliqué en amont de chaque réacteur. Ce chauffage permet de porter la face à traiter à une température d'environ 750°C de sorte que la température de la surface du verre à la position centrale du réacteur reste supérieure à 650°C. La position du premier réacteur (longueur 0.8 m) se trouve entre 1 m (début du réacteur) et 1.8m (fin du réacteur) tel qu'indiqué dans la Figure 7. Les autres réacteurs se trouvent à des positions équivalentes après le chauffage de courte durée. Après le troisième réacteur placé sur la face supérieure, une nouvelle zone d'initialisation permet de renverser le gradient thermique dans le verre. La face supérieure se trouve maintenant à une température d'environ 580°C et assure ainsi la stabilité mécanique du ruban. La surface inférieure doit être chauffée à environ 750°C pour le traitement à réaliser puis refroidie. La distance habituelle disponible entre deux rouleaux supports est insuffisante pour effectuer ce chauffage, le traitement et le refroidissement du verre. Le réacteur CVD est ainsi conçu de sorte d'assurer également la lévitation du ruban. Les dispositifs de chauffage en amont et de refroidissement en aval du réacteur contribuent également au support du verre. A la position de 7m, le support du ruban sera repris par des rouleaux. A cette position, la température est presque homogénéisée dans l'épaisseur et est proche de 610°C, la température d'entrée du ruban dans l'unité de traitement. Le moyen de chauffage de la face à traiter permet de chauffer les couches 10 préalablement déposées. Le moyen de chauffage de la face à traiter permet de chauffer principalement les couches préalablement déposées. 15 Les moyens de chauffage de la face à traiter sont tels que la majorité du rayonnement émis l'est dans les longueurs d'ondes où le verre est opaque. Un champ électrique est mis en oeuvre dans l'unité de traitements de sorte de favoriser la diffusion d'ions dans une couche déposée et/ou dans le verre. 20 REVENDICATIONS1. Unité de traitements de surface de verre plat, en particulier sous forme d'un ruban ou d'une plaque, notamment par modifications des propriétés chimiques, optiques ou mécaniques ou le dépôt d'une ou plusieurs couches minces, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens pour créer un gradient contrôlé de température dans l'épaisseur du verre de sorte que la face à traiter soit toujours aux températures requises et pendant les durées nécessaires pour obtenir des traitements efficaces de sa surface et en ce qu'elle comporte des moyens pour maintenir la face opposée à une température permettant d'éviter le marquage du verre par les moyens de support et/ou la déformation du verre par manque de tenue mécanique, tout en évitant le figeage du verre qui résulterait d'un refroidissement excessif. 2. Unité selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de chauffage de la face à traiter et des moyens de refroidissement de la face opposée pour assurer le contrôle du gradient de température dans l'épaisseur du verre. 3. Procédé de traitements de surface de verre plat, en particulier sous forme d'un ruban ou d'une plaque, notamment par modifications des propriétés chimiques, optiques ou mécaniques ou par dépôt d'une ou plusieurs couches minces, caractérisé en ce qu'on créé un gradient contrôlé de température dans l'épaisseur du verre de sorte que la face à traiter soit toujours aux températures requises et pendant les durées nécessaires pour obtenir des traitements efficaces de sa surface et en ce que la face opposée est maintenue à une température permettant d'éviter le marquage du verre par les moyens de support et/ou la déformation du verre par manque de tenue mécanique, tout en évitant le figeage du verre qui résulterait d'un refroidissement excessif. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le contrôle du gradient de température dans l'épaisseur du verre est obtenu par un chauffage de la face à traiter et un refroidissement de la face opposée. 5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le refroidissement d'une face du verre résulte d'un dispositif de refroidissement ou d'un refroidissement naturel lié à la conception de l'enceinte de l'unité de traitements de surface. 6. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la température de la face supérieure du verre est adaptée le long de l'unité de traitements de surface de sorte d'optimiser les traitements réalisés. 7. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'unité de traitements de surface intègre un ou plusieurs dispositifs successifs de traitement placés sur une même face ou sur les faces opposées du verre. 8. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la température de la face à traiter du verre est supérieure à 620°C, tandis que la température de la face opposée du verre est comprise entre 550°C et 620°C dans l'unité de conditionnement thermique dans le cas d'un verre sodocalcique supporté par des moyens mécaniques tels que des rouleaux. 9. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la température de la face supérieure est alternée en un point sur le verre entre une valeur haute et une valeur basse autour d'une température moyenne. 10. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le moyen de chauffage permet d'obtenir un profil transversal de température avec une alternance entre des niveaux de température différents. 11. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le chauffage de la face à traiter est réalisé au moyen d'un chauffage volumique permettant de réaliser une réserve calorifique sous la surface à traiter conduisant à un profil de température non linéaire dans l'épaisseur du verre. 12. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le moyen de 30 chauffage de la face à traiter permet de chauffer les couches préalablement déposées. 13. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le moyen de chauffage de la face à traiter permet de chauffer principalement les couches 35 préalablement déposées. 14. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de chauffage de la face à traiter sont tels que la majorité du rayonnement émis l'est dans les longueurs d'ondes où le verre est opaque. 5 15. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un champ électrique est mis en oeuvre dans l'unité de traitements de sorte de favoriser la diffusion d'ions dans une couche déposée et/ou dans le verre. 16. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la composition chimique, la pression et la température de l'atmosphère à l'intérieur de l'unité sont adaptées à chaque traitement mis en oeuvre. 10