Affinée à 1500 °C

Pour produire ces fibres de verre qui devront allier souplesse et robustesse, offrir une résistance à la traction mécanique comme à chaleur, aux agents chimiques comme au potentiel électrique, les composants de base du verre sont judicieusement dosés.

Prenons l'exemple du verre le plus couramment utilisé, le "verre E", réputé pour ses propriétés d'isolant électrique. A la silice, la chaux, l'alumine et la magnésie, on ajoute un oxyde de bore, tandis que l'on exclut tout oxyde alcalin, à la différence d'une verre ordinaire.

Une fois ces "ingrédients" réunis, la composition est mise au feu. Vers 800 °C, la pâte en fusion commence à prendre une consistance visqueuse, puis liquide : elle se vitrifie. A 1400 °C, la voilà à peu près homogène, mais ce n'est qu'à 1500 °C que les dernières bulles et impuretés disparaissent du verre. Affinée, la masse en fusion est alors parfaitement transparente.

Etirage et fibrage

Ce verre en fusion est étiré à grande vitesse pour se transformer en filaments, qui composeront fils et fibres de verre.

• La "fusion directe" s'organise dès la sorite du four, le verre fondu alimentant une filière en platine, percée de trous de 1 à 2 millimètres de diamètre. Ce sont ces gouttes de verre visqueux, maintenu à 1250 °C, qui vont être étirées pour former des filaments minuscules, de 5 à 13 millièmes de millimètres (micromètres) de diam-ètre.

• Au sortir du four, le verre fondu peut également être transformé en billes, faciles à stocker puis à refondre. Cette double cuisson dans un four, puis dans une filière, augmente l'affinage du verre, mais consomme davantage d'énergie.

Les filaments se forment de la même façon, après avoir franchi les orifices de la filière.

Il reste à relier entre eux ces filaments de verre, tout en les étirant à grande vitesse par un étirage mécanique, s'apparentant en fait à la filature textile et à la production d'un fil.

Sitôt constitué, ce fil s'enroule très rapidement autour d'une broche ; c'est l'opération de bobinage.

L'ensimage

Mais l'effet mécanique de l'étirage et du bobinage n'est pas suffisant pour rassembler durablement les filaments en un fil ou en un ruban de fibres. Le verre est trop lisse pour s'agglomérer. De plus, il est sensible au frottement, à l'abrasion et à l'électricité statique : des phénomènes qui risquent de s'amplifier lorsqu'on procédera au tissage ou aux transformations ultérieures.

A la sortie de la filière, les filaments reçoivent un revêtement de surface protecteur, l'ensimage, qui a pour but :
• d'agglomérer entre eux les filaments d'un même fil,
• de les revêtir d'une pellicule lubrifiante,
• de favoriser la liaison entre le verre et les résines synthétiques dans la fabrication du plastique armé.

Cet ensimage est déposé par passage de la nappe de filaments sur un organe ensimeur placé entre la filière et la broche sur laquelle s'enroule le fil sans torsion.

Après tissage et pour satisfaire à des exigences particulières, on pourra être amené, dans certains cas, à procéder au désensimage. C'est une opération délicate et coûteuse. D'où la recherche constante de produits nouveaux capables d'assurer la liaison des filaments entre eux, puis les opérations de tissage, mais sans gêner ensuite l'adhérence entre les fibres de verre et les matières plastiques.

La fibre sous toutes ses formes

Le verre est maintenant transformé en fils ou mèches de fibres. Mais pour faciliter tel tissage, tel dépôt au fond d'un moule ou telle opération de projection, il va se présenter sous diverses formes.

Ainsi, en assemblant plusieurs fils, on obtient un véritable ruban, le "roving", qui servira, par exemple, à des tissages plus épais ou s'enroulera autour d'une pièce à renforcer.

Pour faciliter un mélange intime de fils de verre et de résine plastique, le roving est coupé en petites "pailles", de 3 à 50 mm, qui seront plus faciles à projeter contre un support.

Toujours employées pour le renforcement d'autres matériaux, les fibres sont parfois broyées à des longueurs de 0,1 à 0,3 mm, ce qui facilitera aussi le mélange avec les résines synthétiques.

Autre présentation très courante : le mat, constitué soit de fils coupés et liés entre eux, soit de fils continus enchevêtrés.