Comment une pierre dure peut-elle se transformer en une fibre aussi fine que des cheveux ?
C'est tellement romantique et magique,
Comment est-ce arrivé?
Origine de la fibre de verre
La fibre de verre a été inventée pour la première fois aux États-Unis.
À la fin des années 1920, en pleine Grande Dépression aux États-Unis, le gouvernement promulgua une loi capitale : la prohibition de l’alcool pour quatorze ans. Les fabricants de bouteilles de vin furent alors confrontés à de graves difficultés. Owens, dans l’Illinois, était le plus grand fabricant de bouteilles en verre du pays et assista impuissant à la fermeture de ses fours à verre. C’est à cette époque qu’un homme ingénieux, un certain Günterus, passa par là près d’un four et découvrit que du verre liquide renversé avait été soufflé pour former des fibres. Ce fut une véritable révélation pour Günterus, et depuis lors, la fibre de verre a marqué l’histoire.
Un an plus tard, la Seconde Guerre mondiale éclata et les matériaux conventionnels vinrent à manquer. Afin de répondre aux besoins de l'armée en matière de préparation au combat, la fibre de verre devint une solution de substitution.
On découvre peu à peu que ce type de matériau isolant présente de nombreux avantages, notamment sa légèreté et sa grande résistance. C'est pourquoi on utilise la fibre de verre dans les chars d'assaut, les avions, les armes, les gilets pare-balles, etc.
Comment définir ?
En 2021, la capacité de production de billes de verre pour le tréfilage de divers creusets en Chine s'élevait à 992 000 tonnes, soit une augmentation de 3,2 % par rapport à l'année précédente, un rythme nettement inférieur à celui de l'année précédente. Dans le contexte de la stratégie de développement axée sur le « double carbone », les entreprises de production de billes de verre sont confrontées à des difficultés croissantes d'approvisionnement énergétique et de coût des matières premières, les contraignant à fermer leurs portes.
L'essor de l'industrie chinoise de la fibre de verre
L'industrie chinoise de la fibre de verre a vu le jour en 1958. Après 60 ans de développement, avant la réforme et l'ouverture, elle servait principalement la défense nationale et l'industrie militaire, puis s'est tournée vers un usage civil et a connu un développement rapide.
Ouvrières dans l'atelier de bobinage initial
En 2008, la production chinoise de fil tréfilé dans des fours à cuve pour fibres de verre a atteint 1,6 million de tonnes, se classant au premier rang mondial.
Technologie de production de la fibre de verre
étirage de fil au creuset à l'état pur
Le procédé initial de production de fibres de verre reposait principalement sur le tréfilage au creuset. L'utilisation de creusets en argile a été abandonnée, et le procédé au creuset en platine nécessitait deux étapes. Dans un premier temps, les matières premières de verre étaient fondues à haute température pour former des billes de verre. Ces billes étaient ensuite fondues deux fois, et les filaments de fibres de verre étaient obtenus par tréfilage à grande vitesse.
Les inconvénients de ce procédé incluent une forte consommation d'énergie, un processus de formage instable et une faible productivité du travail. Actuellement, cette méthode a été quasiment abandonnée, à l'exception d'une petite quantité de fibres de verre aux composants spéciaux.
Dessin de fil pour four à réservoir
De nos jours, les grands fabricants de fibres de verre adoptent cette méthode (après avoir fait fondre diverses matières premières dans le four, celles-ci passent directement par le canal jusqu'à la plaque de fuite spéciale pour étirer le précurseur de la fibre de verre).
Ce procédé de moulage en une seule étape présente l'avantage d'une faible consommation d'énergie, d'un processus stable, d'un rendement et d'une qualité améliorés, permettant ainsi à l'industrie de la fibre de verre d'atteindre rapidement une production à grande échelle. Il est considéré comme une véritable révolution technologique dans le secteur.
Application de la fibre de verre
Elle revêt une importance stratégique pour le développement de la fibre de verre et des nouveaux matériaux composites dans la transition et la modernisation de l'industrie traditionnelle de la pierre.
Il « va du ciel à la terre et peut tout faire », contribuant ainsi à nos industries aérospatiale et des transports ; il « s'intègre aussi bien dans les halls que dans les cuisines », excelle dans le domaine des économies d'énergie et de la protection de l'environnement, et est également bien ancré dans le domaine du sport et des loisirs ; il peut être épais ou mince, et sa flexibilité est un atout majeur », répondant non seulement aux exigences strictes des matériaux de construction, mais aussi aux exigences de précision des appareils électroniques.
La magie comme vous - Fibre de verre !
Radôme d'avion, pièces de moteur, composants d'aile et leurs planchers intérieurs, portes, sièges, réservoirs de carburant auxiliaires, etc.
Carrosserie automobile, siège automobile et structure/caisse de train à grande vitesse, structure de coque, etc.
Pales et capots d'éolienne, ventilateurs d'extraction de climatisation, grilles d'aération, etc.
Clubs de golf, raquettes de tennis de table, raquettes de badminton, pagaies, skis, etc.
Mur composite, fenêtre à isolation thermique, renfort en PRV, salle de bain, panneau de porte, plafond, panneau d'éclairage naturel, etc.
Poutre de pont, quai, chaussée d'autoroute, pipeline, etc.
Conteneurs chimiques, réservoirs de stockage, grilles anticorrosion, canalisations anticorrosion, etc.
En résumé, la fibre de verre est un matériau inorganique non métallique aux performances exceptionnelles. Elle présente l'avantage d'être légère, très résistante, résistante aux hautes températures, à la corrosion chimique et à la fatigue, et offre une bonne isolation électrique. Elle est largement utilisée dans divers secteurs de l'économie nationale, tels que la construction et les infrastructures, l'automobile et les transports, l'industrie chimique, la protection de l'environnement, l'électronique et l'électricité, ainsi que la construction navale et les opérations maritimes, contribuant ainsi au bien-être de la population. (Source : Materials Science and Engineering Technology)
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Date de publication : 15 mars 2022