Le verre pilé est un déchet (ou un verre volontairement broyé) qui a au cours des âges connu divers usages. Il était autrefois aussi nommé grésil ou groisil en France. Le « calcin » désigne spécifiquement des débris de verre utilisés dans les verreries qui recyclent du verre issu du tri sélectif des déchets (et/ou leurs propres déchets de verre). Le calcin constituait en France au début des années 2000 environ 5 % du verre d'emballage et il est trop pollué pour être valorisé en verreriede Louvigny N (2001), Conséquences de l'apport de verre pilé à la surface du champ et de son incorporation dans la couche travaillée (Thèse de doctorat, Université Montpellier 2 (Sciences et Techniques), Montpellier, FRA, de 01 Février 1998 au 31 Janvier 2001 pour BSN et Ecoemballage). http://prodinra.inra.fr/record/35243 (résumé).
Dans le processus de tri sélectif, le verre pilé est un résidu hétérogène, souvent souillé et coupant. À ce titre il est indésirable pour les verreries. Dans une perspective d’économie circulaire et de recyclage des déchets, de nouveaux usages lui sont donc recherchés.
Le verre brisé est de plus en plus présent dans notre environnement car les quantités de déchets de verre sodocalcique (verre à bouteille) et de verre à vitre augmentent rapidement depuis quelques décennies. Ceci est à la fois dû au développement des verreries, à la production de bouteilles de verre plus fines, plus cassantes. D'autres causes sont la diminution des bouteilles consignées et réutilisées, la faiblesse du recyclage (en France en 2000 seul 50 % du verre d'emballage était recyclé (pour une production totale de 4,0 Mt/an)) et le fait que le verre n'est pas trié à la source par couleurAdeme & EcoEmballage (2002), Etude des perspective d'évolution du tri par couleur du verre d'emballage en France (2000–2006) rapport Final (janvier 2002), PDF, 122 pages. Enfin c'est un déchet collatéral du tri sélectif tel qu'il est aujourd'hui pratiqué.
Le verre brisé est le premier ou second déchet collecté (avec les mégots) par les services municipaux chargés du nettoyage des sols urbains ; il est alors souillé par la poussière urbaine et divers polluants provenant par exemple des mégots et de la pollution routière.
Dans le passé, le verre pilé a aussi été considéré comme poison (et à ce titre source de rumeurs, ou utilisé contre certains animaux jugés "nuisibles"). Il est parfois utilisé comme moyen de démontrer certaines compétences ou maitrise de soi dans le domaine des arts martiaux ou de certaines religions (le pratiquant marche alors sur du verre pilé comme d’autres marchent sur des braises).
Propriétés Ses propriétés optiques, colorimétriques, thermiques, de résistance à la compression et physico-chimiques varient considérablement selon sa granulométrie et le type de verre (plus ou moins riche en silice ou en autres constituants tels que soude ou chaux, plomb (qui aux échelles moléculaires se fixe naturellement sur la silice) et autres agents techniques ou fondants utilisés lors de sa fabrication…). Le cristal pilé ou le verre provenant d'écrans cathodiques contiennent 25 % d’oxyde de plomb. Ils sont à ce titre source de risque de saturnisme.
Histoire et usages traditionnels Dans l'antiquité romaine, du verre pilé a parfois été utilisé en mélange à certains pigments de peintures murales, pour donner un aspect brillant à la couche picturale (qui pouvait aussi être polie) comme c'est le cas à Avenches et surtout à Dietikon selon H. Béarat Béarat H (1996). « Les pigments verts en peinture murale romaine: bilan analytique ». In Roman Wall Painting: Materials, Techniques, Analysis and Conservation—Proceedings of the International Workshop, Fribourg (pp. 7-9), mars 1996.
C'est aussi un ingrédient de certains émaux anciens, dès l'antiquité égyptienne.
Au Ghana, les Ashanti-Ghana utilisent du verre pilé pour la fabrication de perles Menzel, B. (1975). Notizen zur Herstellung von Fritte-Perlen in Ashanti (Ghana).(Notes sur la fabrication des perles de verre pilé des Ashanti-Ghana). Abhandlungen und Berichte des Staatlichen Museums für Volkerkunde Dresden Berlin, 34, 159-164 .
Il a alimenté des rumeurs ; ainsi l'une des très nombreuses rumeurs en circulation aux États-Unis durant la seconde Guerre mondiale était que les boîtes de crabe importées du Japon contenaient du verre pilé (cf. Knapp, 1944 cité par Rouquette en 1989Rouquette M.L (1989), La rumeur comme résolution d'un problème mal défini. Cahiers internationaux de sociologie, 117-122.). Deux ou trois siècles plus tôt Des pamphlets accusaient aussi des médecins et plus encore des apothicaires de prescrire ou vendre du « lapis » frauduleux. Le lapis était un médicament très coûteux contenant une forte proportion de pierres précieuses réduites en poudre ; des médecins accusaient des apothicaires de vendre à leurs clients du verre pilé en guise de lapisVasse, J. (1956). Trois pharmacopées du Nord de la France antérieures à la Révolution. Revue d'histoire de la pharmacie, 44(148), 281-285..
P. Masson décrit une soirée de célébrations (à Sumatra) se terminant par une démonstration Mason, P. (2012). L'architecture morphodynamique des coutumes de Sumatra Ouest: Silek, musique traditionnelle, et cartographie du terrain culturel Minangkabau. Culture-Kairós..
Recyclage
Le verre pilé est aujourd'hui principalement utilisé comme matériau à recycler en verre, dans des bétons ou comme abrasif dans certains matériaux de sablage pour le décapageLefèvre, R. A. (1996). La pierre et le verre des bâtiments face à la pollution atmosphérique. In Les Annales de la recherche urbaine (Vol. 73, No. 1, pp. 130-133). Persée-Portail des revues scientifiques en SHS..
Matériau de construction ou de travaux publics L'intégration de verre pilé dans la brique ou le ciment ou d’autres matériaux de construction suscite depuis longtemps un intérêt de la part du monde industriel, notamment pour diminuer les coûts d'élimination des déchets de verre et en raison de certaines préoccupations concernant le taux de recyclage du verre. Il doit cependant présenter certaines spécificités techniquesARRB (2010), Specifications for Recycled Crushed Glass as an Engineering Material . ARRB Group, Melbourne. .
Ce matériau étant considéré comme chimiquement inactif et contenant des quantités relativement importantes de silicium et de calcium, il peut théoriquement remplacer des pouzzolane (selon son degré de broyage). Il peut être intégré (jusqu’à 100 % de l’agrégat) dans un ciment Portland, mais il dégrade cependant la résistance du béton (expansion, fissuration, moindre résistance à la compression), ce qui limite son usage.
Du verre pilé a été testé, utilisé (ou l'est encore) comme charge (en remplacement d'agrégats fins et grossiers pour éliminer des déchets de verreİlker Bekir Topçu, , Mehmet Canbaz, Properties of concrete containing waste glass Cement and Concrete Research, Volume 34, Issue 2, February 2004, Pages 267–274 Caijun Shi, , Keren Zheng, A review on the use of waste glasses in the production of cement and concrete Resources, Conservation and Recycling, Volume 52, Issue 2, December 2007, Pages 234–247 ) ou comme élément décoratif (verre de couleur) dans le béton ou l’asphalteTerro, M. J. (2006). Properties of concrete made with recycled crushed glass at elevated temperatures. Building and Environment, 41(5), 633-639 Seung Bum Park, , Bong Chun Lee, , Jeong Hwan Kim, Studies on mechanical properties of concrete containing waste glass aggregate Cement and Concrete Research, Volume 34, Issue 12, December 2004, Pages 2181–2189 . La résistance aux chocs, au poinçonnement, au compactage diminuent avec la teneur du béton en verre. Ceci est dû à la forme angulaire des éclats ou grains qui augmente la teneur en air. Les résistances à la compression, à la traction et à la flexion du béton ont diminué lorsque la teneur en verre résiduel augmente.
La part des déchets de verre non recyclable en verrerie présentent quelques caractéristiques intéressantes (ex : meilleure conductivité hydraulique que les sables très fins) pour certains usages et dans certains contextes son coût est moindre que celui du sable de carrière. Diverses études techniques jugent qu'elle présente alors un potentiel de substitution aux mélanges de sable et de gravier naturels, par exemple dans certains solsMolle, K & Leger S (1998, Crushed glass cullet replacement of sand in topsoil mixes. Report GL, 97. ou pour certaines applications en travaux routiersDisfani M.M, Arulrajah A, Bo M.W & Hankour R (2011), Recycled crushed glass in road work applications. Waste Management, 31(11), 2341-2351.Kadirgamar K (2014) The applications of recycled crushed glass in civil construction in the Northern Territory ; Bachelor of Civil Engineering Co-op Undergraduate Thesis. ou autoroutiers Finkle I, Ksaibati K & Robinson T (2007), Recycled glass utilization in highway construction. Paper 07–0929, Transportation Research Board Annual Meeting.
Amendement agricole ? Pour accroître le taux de recyclage du verre d'emballage, des industriels ou responsables du recyclage (dont en France Eco-Emballage et BSN Glasspack) recherchent des débouchés alternatifs pour le calcin (100 à 150 000 tonnes/an collectés en France au début du ). L'une des pistes est l'utilisation en mulch non-biodégradable.
L'intérêt éventuel de ce type de mulch a été étudié pour une gamme de teneurs en verre de 10 à 80 %, du point de vue des propriétés de transferts d'eau et de chaleur en surface du sol ainsi recouvert. Selon cette étude, sur un sol argilo-limoneux, un mulch de 3 cm de verre pilé et dans un moindre degré un mélange à 40 % de verre, limitent l'évaporation et accroissent la température et l'humidité du profil par rapport au sol nu (avec des variations dépendant du type de sol, de l'épaisseur du mulch de verre et du climat) L'analyse chimique du verre pilé (de moins de de diamètre) a cependant mis en évidence des éléments traces (manganèse et plomb notamment), mais les expériences faites dans ce cadre (en milieux confinés ou ouverts) ont conclu qu'il faut des conditions réductrice (par exemple en présence de matières organiques facilement fermentescibles) pour mettre en solution du Mn et Pb et les relarguer dans l'environnement (lixiviation).
Si le mulch n'est pas trop épais (moins de 2 cm) il n'inhibe pas la levée des graines (. De plus l'.
N. de Louvigny attire l'attention dans sa thèse (2001) . Par ailleurs ajoute-t-elle .
Utilisation en laboratoire ou dans le domaine de la physique Certaines expériences utilisent des électrodes de verre pilé Mauger, R., Chopin-Dumas, J., & Pariaud, J. C. (1977). Étude de l'erreur acide de l'électrode de verre en milieu aqueux: Tome II. Solutions d'acides purs. Journal of Electroanalytical Chemistry and Interfacial Electrochemistry, 83(2), 251-261
Du verre pilé a été utilisé pour étudier les interactions entre un milieu poreux translucide (verre pilé) sec ou dans un liquide de même indice de réfraction de ce verre pilé (dans le premier cas la lumière diffuse, dans le second cas, pour une certaine longueur d'onde la lumière traverse le milieu (liquide + verre pilé)Bertin, H., & Quintard, M. (1984). Stabilité d'un écoulement miscible radial en milieu poreux: étude théorique et expérimentale. Revue de l'Institut Français du Pétrole, 39(5), 573-587.
Du verre pilé a été testé comme milieu filtrant (pour des eaux usées en station d'épuration) en le comparant à d'autres matériaux filtrant comme le sableRutledge S.O & Gagnon G.A (2002), Comparing crushed recycled glass to silica sand for dual media filtration. Journal of Environmental Engineering and Science, 1(5), 349-358.(résumé), la tourbe et des géotextiles. Selon Hu & Gagnon (2006), le verre pilé a pour cet usage un rendement identique à celui de sable siliceuxHu , & Gagnon G.A (2006). Factors affecting recirculating biofilters (RBFs) for treating municipal wastewater. Journal of Environmental Engineering and Science, 5(4), 349-357.