Fabrication de la Fibre de Carbone : Procédé, Applications et Avantages

Qu'est-ce que la fibre de carbone ?

La fabrication de la fibre de carbone consiste à produire des plastiques renforcés de fibres de carbone (PRFC). Ce matériau offre l'un des meilleurs rapports résistance/poids existants, ainsi qu'une excellente conductivité thermique et électrique. Ces propriétés en font un choix privilégié pour l'aérospatiale, le naval, les articles de sport et, depuis le début du XXIe siècle, l'éolien (pales d'éoliennes). Certains mélanges sont aussi appelés « graphite ».

Le processus de fabrication

1. Matière de base : Pour les produits d'entrée de gamme, on utilise du goudron de houille (pitch). Pour la haute performance, le précurseur est le polyacrylonitrile (PAN), dérivé du propylène et de l'ammoniac.
2. Traitement thermique : Le précurseur est chauffé à plusieurs reprises, modifiant sa structure moléculaire jusqu'à obtenir une chaîne de carbone pur, les autres éléments s'évaporant.
3. Filature humide (wet spinning) : Les molécules de carbone sont mélangées à des produits chimiques et extrudées à travers une filière (spinneret) pour former de longs filaments fins.
4. Composite : Ces filaments sont combinés avec de l'époxy ou d'autres résines pour créer le PRFC.

Chaque usine utilise ses propres mélanges, températures et paramètres, créant des différences subtiles entre fabricants.

Mise en forme et applications

Les PRFC sont moulés (moulage en coquille, extrusion à travers une filière d'acier) ou stratifiés avec des tissus de renfort. Applications historiques : aéronefs, bateaux, automobiles, articles de sport (vélos, raquettes, clubs de golf). Depuis les années 2000, l'éolien est devenu le premier consommateur mondial.