Cations play a complex structural role in oxide glasses, as they occur in different kinds of environments, which allow them to exert a contrasted influence on physical and chemical properties of these glasses. The combination of structural information given by a wide range of spectroscopic methods and by radiation scattering, combined with numerical modelling, has given insight on the structural organisation around these cations. Among these characteristic properties are unusually low-coordination numbers, such as 5-fold coordination, and the presence of extended ordered domains, in which cation polyhedra are edge- or corner-sharing. This review presents evidence for a structural control of several physical and chemical properties in oxide multicomponent glasses. The use of zinc as a stabilising glass component arises from its network-forming position, which implies the presence of low-charge cations in its surrounding and as a consequence decreases the concentration of modifier components. The compositional dependence of glass coloration by transition elements has been investigated thoroughly through the example of nickel in silicate and borate glasses. The wide range of coloration observed may be explained by the existence of three kinds of environments, with nickel occurring in 4-, 5-, and 6- coordination. The relationships of these sites with the medium-range organisation of the glasses have been understood by a combined use of EXAFS spectroscopy and neutron scattering with isotopic substitution. The two other examples that are presented to illustrate structure-property relationships concern the physical solubility of gazes in glasses and the alteration processes of glasses used as analogues of nuclear waste matrices. In this last example, the use of structural probes as zirconium illustrates the influence of the alteration solution on the process of glass corrosion and further development of a gel at the glass-solution interface. A comparison with the evolution of the surrounding of iron shows that the two major processes, hydrolysis/condensation and dissolution/precipitation, depend on the element considered.

Les cations jouent un rôle structural complexe dans les verres d'oxydes, dans lesquels ils peuvent se trouver dans différents types d'environnement, ce qui leur permet d'influer de façon très contrastée sur les propriétés physiques et chimiques de ces verres. Le couplage entre des informations structurales apportées par différentes méthodes spectroscopiques ou par diffraction des rayonnements, avec l'apport des méthodes de simulation numérique, a permis de mettre en évidence un certain nombre de caractéristiques structurales de ces cations dans les verres. On peut ainsi citer des coordinences inhabituellement faibles, notamment la coordinence 5, qui est peu répandue dans les composés cristallisés, ainsi que la présence de domaines étendus, dans lesquels les polyèdres cationiques peuvent être associés par arête ou par sommet. Cet article présente une revue du contrôle structural de plusieurs propriétés physiques et chimiques dans les verres oxydes multicomposants. Le rôle du zinc comme élément stabilisant des verres silicatés alcalins est ainsi expliqué par la position de formateur de réseau occupée par cet élément, en raison de la présence nécessaire dans son environnement de cations faiblement chargés, diminuant ainsi la concentration en éléments modificateurs dans le verre. Le contrôle structural de la couleur est également une illustration des relations structure-propriétés dans les verres. Dans le cas du nickel, trois environnements très différents permettent d'expliquer la gamme de couleurs très variées qui peuvent être observées, le nickel pouvant se trouver en coordinence 4, 5 ou 6. La détermination des relations de l'organisation à moyenne distance autour de ces sites, par spectrométrie EXAFS et diffraction des neutrons couplée à une substitution isotopique, permet de comprendre la dépendance des colorations observées dans les verres multicomposants en fonction de la composition du verre. La dissolution physique des gaz, illustrée par l'exemple de la dissolution du krypton dans la silice, ainsi que les processus d'altération des verres de composition proche des matrices de stockage de déchets nucléaires de haute activité sont d'autres illustrations des relations entre l'organisation structurale des verres et leurs propriétés physiques et chimiques. Dans ce dernier cas, l'utilisation de sondes structurales comme le zirconium permet de mettre en évidence l'influence de la nature de la solution lixiviante sur le type de processus mis en jeu lors de l'altération du verre, conduisant à la formation du gel à l'interface verre-solution. La comparaison avec l'évolution de lenvironnement d'un autre élément comme le fer montre que les deux types de processus mis en jeu, hydrolyse/condensation et dissolution/précipitation, dépendent également de la nature de lélément chimique considéré.