En tant que fabricant de solutions textiles HT, on en connait un « rayonne » sur les fibres textiles hautes températures. On sait aussi à quel point elles jouent un rôle crucial dans de nombreux secteurs industriels, allant de l’aérospatiale à l’automobile en passant par quasiment toutes les industries. Elles sont essentielles pour des applications nécessitant une résistance exceptionnelle à la chaleur, ainsi qu’une stabilité et une durabilité optimales. Dans cet article, on vous propose un comparatif détaillé des principales fibres haute température disponibles sur le marché, vous permettant ainsi d’y voir plus clair en fonction de vos besoins spécifiques.
Qu’est-ce qu’une fibre haute température ?
Les fibres haute température sont des fibres textiles conçues pour résister à des environnements thermiques extrêmes par rapport aux autres fibres textiles. Et quand on parle de chaleur extrême, dites-vous que pour nous 150 °C c’est l’entrée de gamme.
Leur sélection dépend de plusieurs critères clés :
- La résistance à la chaleur : c’est la capacité de la fibre à maintenir ses propriétés mécaniques et physiques sous haute température.
- La stabilité dimensionnelle : c’est le maintien de la forme et des dimensions du textile lorsqu’il est exposé à des températures élevées.
- Les propriétés isolantes : c’est l’efficacité de la fibre à isoler contre la chaleur et à protéger d’autres matériaux ou personnes.
Suivant les applications, on prendra aussi en compte leurs propriétés mécaniques, chimiques et électriques.
Ces fibres sont largement utilisées dans des applications telles que l’isolation thermique, les joints d’étanchéité, et les protections contre la chaleur dans des environnements industriels sévères.
On vous présente dans cet article les principales, mais sachez qu’il existe des fibres spéciales qui sont utilisées pour des applications très spécifiques comme la fibre de zircone, la fibre de carbone (surtout utilisée pour ses propriétés mécaniques) ou le NextelTM.
La fibre d’aramide (200 °C — 300 °C)
La fibre, ou plutôt les fibres d’aramide, développées dans les années 50 par Stephanie L. Kwolek, sont connues sous les marques Nomex® pour le méta-aramide et Kevlar® pour le para-aramide.
Elles sont réputées pour leur résistance mécanique et thermique, bien qu’elles soient généralement utilisées dans des plages de températures moins élevées.
De manière générale, l’aramide est utilisé dans les gilets pare-balles, les protections balistiques, les EPI, ainsi que dans le renfort de câbles et de cordes. On le retrouve aussi dans les convoyeurs pour transporter des pièces chaudes ou dans les sièges comme couche de protection contre les coupures et les incendies.
Leurs propriétés principales sont :
- Une structure chimique basée sur le polymère PPD-T, qui leur confère leur résistance et leur légèreté.
- Des caractéristiques thermiques intéressantes puisqu’elles peuvent supporter des températures allant jusqu’à 300 °C sans fondre, mais commencent à se décomposer au-delà de 450 °C.
- Une excellente résistance à la traction, une faible élasticité, mais une résistance limitée à la compression.
- La possibilité d’être valorisées pour fabriquer des produits à base de fibres aramides recyclées.
Cependant, elles sont sensibles aux UV et leur avantage est aussi leur inconvénient : elles sont difficiles à couper et demandent donc de l’outillage adapté pour être mis en œuvre.
Fibres en Verre E (jusqu’à 550 °C)
La fibre de verre E est constituée de silicates de calcium. Elle est fabriquée par un processus de fusion et d’étirement du verre. C’est certainement la fibre la plus connue et la plus utilisée dans des applications où la résistance thermique et l’isolation sont nécessaires à des températures élevées.
Ce sont des fibres qui résistent jusqu’à 550 °C environ en continu. Elles sont particulièrement efficaces contre les incendies, mais aussi pour des applications d’isolation thermique (vous avez certainement déjà entendu parler de « laine de verre »).
En plus de leurs excellentes propriétés thermiques, elles sont légères, faciles à manipuler, et moins abrasives que les fibres d’aramide.
Elles sont largement utilisées dans l’industrie de la construction, car elles sont un bon compromis entre coût et performance, mais elles ne sont pas aussi résistantes à la chaleur que les fibres plus spécialisées et ont de moins bonnes performances mécaniques que l’aramide.
La fibre de verre E est aussi utilisée dans la fabrication de composites, dans les industries qui ont besoin d’isolations thermiques, et dans la fabrication de tissus de protection et de solutions anti-feu.
La fibre PREOX (jusqu’à 650 °C)
Peu connue comparée aux autres fibres haute température, la fibre PREOX est obtenue par préoxydation du polyacrylonitrile (PAN), ce qui lui confère une résistance accrue à la chaleur.
Elle est particulièrement adaptée aux environnements nécessitant une haute résistance thermique puisqu’elle supporte des températures allant jusqu’à 650 °C sans perte significative de performance.
Même soumise à une chaleur intense, elle a une bonne stabilité dimensionnelle et une résistance élevée aux chocs thermiques.
Le PREOX est utilisé dans des solutions d’isolation haute température, comme élément constituant de protection pour les environnements extrêmes, et pour des applications industrielles spécifiques.
Comme pour l’aramide, cette fibre a aussi l’énorme avantage de pouvoir se recycler.
La fibre inox haute température (jusqu’à 800 °C)
Non, nous ne parlerons pas de côte de maille, bien qu’il y ait des ressemblances. Oui, l’inox est de toute façon un matériau haute température, cela ne servait à rien de le rajouter dans le titre. Et comme son nom l’indique, la fibre inox est fabriquée à partir d’acier inoxydable.
Évidences mises à part, cette fibre est surtout conçue pour résister à des températures très élevées, mais ce qui en fait une fibre spéciale, ce sont ses autres propriétés.
Déjà, elle supporte des températures jusqu’à 800 °C en continu, là où la fibre de verre commencerait à carboniser.
Ensuite, elle est durable et résistante à la corrosion. Elle peut cependant être plus lourde et moins flexible que d’autres fibres.
Enfin, c’est une fibre qui diffuse la chaleur, ce qui permet le transport de pièces en verre tout le long de la ligne de production sans éclatement et sans les marquer. C’est d’ailleurs pour cette raison qu’elle est très largement utilisée dans l’industrie de la fabrication du verre pour convoyer les pièces formées sur toutes les lignes de production.
La fibre inox est aussi utilisée comme joints d’étanchéité, et dans d’autres applications nécessitant une résistance accrue à la chaleur et à la corrosion, et dans des environnements industriels aux conditions extrêmes.
La fibre haute température cardée (VHTC) (jusqu’à 1000 °C)
La fibre de verre haute température cardée, de son petit nom fibre de verre VHTC est, composée de silicate de calcium et de viscose, qui est cardée pour améliorer ses propriétés isolantes et sa facilité de manipulation.
Aussi appelée fibre biosoluble, elle est conçue pour être facilement éliminée par l’organisme, ce qui les rend plus sûres à utiliser que l’amiante ou les fibres céramiques.
Elle a de meilleures propriétés que la fibre de verre E :
- Elle résiste jusqu’à 1000 °C en pointe, avec une très bonne stabilité thermique.
- Elle est très légère, facile à manipuler, et présente une faible conductivité thermique.
La fibre VHTC est utilisée principalement pour les joints d’étanchéité, les rideaux de soudure, les bâches de protection, et comme isolant thermique dans des applications industrielles.
Les fibres céramiques haute température (jusqu’à 1600 °C)
Les fibres céramiques sont fabriquées à partir de matériaux tels que l’alumine, la silice et d’autres composés céramiques. Elles sont conçues pour résister aux températures les plus élevées, jusqu’à 1600 °C.
Elles ont l’avantage :
- de résister à des températures extrêmement élevées sans se décomposer ;
- d’être plus rigides et moins flexibles que d’autres fibres, mais d’avoir une plus grande stabilité thermique.
Cependant, elles peuvent être abrasives et nécessitent des précautions lors de la manipulation, surtout du point de vue de la santé des opérateurs.
Les fibres céramiques sont utilisées dans des isolations thermiques pour des fours industriels, des protections dans des environnements de haute température, et des applications spécifiques nécessitant une résistance extrême.
Mais elle a un énorme défaut : elle présente un risque cancérogène de niveau 1B dans le règlement CLP. Elle peut donc représenter un danger pour l’opérateur ou l’usager, et doit donc être utilisée dans des conditions très particulières.
Comparatif des différentes fibres haute température
Pour vous donner un rapide aperçu des différentes fibres HT, voici un tableau comparatif avec quelques-unes de leurs propriétés.
Les fibres HT offrent une variété de solutions hautes températures adaptées à des applications spécifiques nécessitant des propriétés thermiques et mécaniques exceptionnelles. En fonction de vos besoins industriels, du niveau de résistance thermique requis, et des considérations de sécurité, chaque fibre présente des avantages uniques. Pour choisir la fibre la mieux adaptée à vos applications, il est donc essentiel d’évaluer vos exigences spécifiques en matière de température, de durabilité, et de performance. N’hésitez pas à nous contacter pour des conseils personnalisés. Nous sommes là pour vous aider à trouver la solution idéale pour vos besoins industriels !
