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La fibre de verre, meilleur renfort des composites

Sous ses diverses formes, la fibre de verre va devenir le meilleur renfort des composites. Ces derniers sont des produits complexes constitués par de la résine synthétique et des fibres de verre.

Les grandes "familles" de matières plastiques

Sans pénétrer dans le laboratoire très secret des chimistes, on peut y jeter un coup d'œil et distinguer deux grandes "familles" de matières plastiques:

Les "thermoplastiques"(1) sont des plastiques qui ramollissent à la chaleur et durcissent au froid. Ils représentent environ un cinquième de la production globale des composites. Caractéristique commune : ils résistent bien aux chocs, se mettent facilement et rapidement en forme. Les plus utilisés sont les polyamides, le polypropylène et les polycarbonates. Ils sont renforcés de 10 à 30 % de fibre de verre.

Les "thermodurcissables"(2) sont des plastiques plus fragiles et plus solides à la fois, qui durcissent de manière irréversible. Ils représentent les quatre cinquièmes de la production totale des composites. Ils ont absolument besoin d'être renforcés de fibre de verre pour acquérir une bonne résistance. Les plus utilisés sont les résines polyesters et les époxydes.

Deux procédés de mise en œuvre quasi artisanaux

A partir d'un modèle initial, bien souvent en bois, ces deux procédés permettent de réaliser prototypes et petites séries, sans restriction de formes ou de dimensions.

Le moulage au contact
Le tissu ou le matelas de fibre de verre est posé au fond du moule, imprégné manuellement de résine, puis comprimé et "ébullé" par passage d'un rouleau cannelé. L'opération recommence jusqu'à obtention de l'épaisseur souhaitée et d'un matériau sans bulles.

Le moulage par projection

Cette fois, il s'agit de roving coupé projeté et en même temps imprégné de résine avant d'être tassé en fond de moule par passage d'un rouleau cannelé. D'autres couches sont déposées jusqu'à obtention de l'épaisseur voulue.

Les procédés industriels

Dès que l'industriel lance de grandes séries, il lui faut doter son usine d'investissements plus lourds. Eux seuls permettront d'augmenter les cadences de production tout en assurant une qualité suivie.

Le moulage par compression
Il est généralement réalisé entre moule et contre-moule, tous deux chauffés pour accélérer la polymérisation de la résine mélangée aux fibres de verre. La bonne répartition des deux composants au sein du moule, puis leur compression sont assurées par une presse hydraulique.

L'imprégnation continue
Pour réaliser des plaques, translucides ou opaques, on procède à une distribution en continu de résine, puis de roving coupé, tous deux pris en sandwich entre deux films. La polymérisation se produit par passage dans un four tunnel. C'est alors qu'intervient la mise en forme.

L'enroulement
A la base, un mandrin en rotation, simple support de métal, voire de plâtre, qui disparaît en fin de cycle. Après passage dans un bain de résine, le roving, le mat ou le tissu de verre s'enroulent autour du mandrin. Puis la pièce pénètre dans le four de polymérisation.

La pultrusion
Utilisée pour la production de plaques et de profilés, translucides ou opaques, elle s'effectue par distribution de résine et de fibre entre deux films cellulosiques. Le renfort imprégné de résine passe au travers d'une filière qui donne sa forme au produit final avant de polymériser en étuve.

Le moulage par injection
Adapté à la fabrication rapide de petites pièces, il s'effectue dans un moule et son contre-moule. La matière visqueuse est injectée par un trou dans le moule, où elle se solidifie. Cette matière se présente soit sous forme de mat préimprégné, soit sous forme de mélange de résine et de fibres de verre coupées (appelé aussi "compound"). Cette méthode fait appel à des machines classiques de transformation.

Le moulage par centrifugation
Il convient aux pièces cylindriques de toutes dimensions. Fibres et résine se lient grâce à la force centrifuge d'un moule de rotation.

Un procédé de moyenne série
Le moulage sur injection de résine liquide permet un bel aspect de surface sur chaque face grâce à l'utilisation d'un moule et de son contre-moule.

 
 
 
 
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