Présentation
RÉSUMÉ
Grâce à ses qualités spécifiques, le verre est un matériau très largement utilisé pour le renforcement, il trouve notamment ses applications dans le renforcement des plastiques. Après un tour d’horizon des différents types de verre (qu’ils soient à usage général ou spécifique), leurs compositions analysées et les normes fournies, cet article propose une étude des propriétés générales et mécaniques des fibres. Les procédés de fabrication sont passés en revue (composition et matières premières, fusion et élaboration, fibrage et ensimage, ou encore finissage et recyclabilité). Une présentation industrielle des renforts en verre textile est également faite, elle développe les fils textiles, tissus et non-tissés, mats, fils coupés, fibre broyées, etc. Pour terminer, une variété d’utilisation des produits finis est proposée.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Anne BERTHEREAU : Docteur, Vice-président Sustainabilité, Owens Corning, Chambéry, France
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Eric DALLIES : Docteur, Senior R&D Leader, Owens Corning, Chambéry, France
INTRODUCTION
Le terme « fibres de verre » désigne à la fois les fibres utilisées comme isolant thermique, bien connues car apparentes dans de nombreuses utilisations courantes, et celles utilisées comme renfort – objet de cet article – peu visibles dans leurs applications finales parce que le plus souvent associées à des matrices organiques (plastiques) pour former ce que l’on appelle communément des « composites ». Tenant compte de la présentation et de l’adaptation des fibres de renfort aux méthodes de transformations textiles, la normalisation française a retenu, pour distinguer ces dernières, le terme générique de « verre textile ».
La principale application des fibres de verre textile est le renforcement des plastiques. Cependant, leur champ d’application s’est élargi à d’autres matrices (ciment, plâtre, bitume…). Dans cet article, des compléments sont, de ce fait, apportés sur les fibres de verre textile destinées à ces nouvelles matrices, toutes les fois que l’opportunité s’en présente (cas des verres alcali-résistants pour le renforcement du ciment, par exemple).
Après avoir introduit les différentes familles de fibres de verre textile et décrit leur procédé de fabrication, une présentation des différents produits et de leurs applications principales dans les composites sera exposée.
Seront abordés également les développements récents de fibres pour de nouvelles applications de composites, notamment liées à l’énergie éolienne. Enfin, seront traités les efforts actuels visant à décarboner les unités de fabrication et à recycler les déchets de fibres dans la chaîne de valeur.
Le lecteur trouvera en Annexes différentes rubriques avec notamment la bibliographie, les principaux fournisseurs et la normalisation.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de janv. 2008 par Anne BERTHEREAU, Eric DALLIES
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7. Conclusion
En conclusion, la fibre de verre, matériau millénaire, continue de démontrer son potentiel et sa pertinence dans les applications industrielles modernes (énergie, infrastructures, bâtiment, e-mobilité…). Les renforts en verre textile, sous leurs diverses formes – rovings, tissus, mats, voiles et fils coupés – offrent une polyvalence et des performances exceptionnelles qui répondent aux exigences des secteurs les plus innovants.
Dans l’industrie automobile, les composites renforcés par des fibres de verre permettent de concevoir des véhicules plus légers et résistants, contribuant ainsi à une meilleure efficacité énergétique et à une réduction des émissions de CO2. Les avancées dans les procédés de moulage et de pultrusion ouvrent aussi la voie à des applications toujours plus complexes.
Le secteur de l’énergie éolienne bénéficie également des propriétés uniques des renforts en verre textile. Les pales d’éoliennes, soumises à des contraintes mécaniques et environnementales sévères, tirent parti de la résistance et de la durabilité des composites en fibre de verre, notamment grâce au développement de fibres de verre haut module. Ces matériaux permettent de concevoir des pales dépassant les 100 m d’envergure, contribuant ainsi à la production d’énergie renouvelable offshore à grande échelle.
La flexibilité, la légèreté et la robustesse des renforts en verre textile en font des alliés indispensables pour les ingénieurs en quête de solutions performantes et durables.
Certains défis restent cependant à relever et font l’objet de nombreux projets de recherche/consortium.
Le recyclage de la fibre de verre est un premier défi. Trouver des solutions économiquement viables et écologiquement durables pour recycler ou réutiliser ces matériaux est crucial pour réduire leur impact environnemental. Plusieurs solutions innovantes (base pyrolyse ou solvolyse) sont en cours de développement et déjà à l’échelle pilote industrielle.
La décarbonation de la fibre de verre est un second défi. Les fours verriers sont énergivores, historiquement utilisant une technologie hybride de combustion oxy/gaz et appoint électrique. Des solutions à base de combustion hydrogène ou visant à maximiser l’électrification de la fusion viennent d’être évaluées en Europe par des industriels, permettant d’atteindre...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BERTHEREAU (A.) - High Performance Glass Fibers, previous & future trends - [Communication orale]. ACMA Composites 2012 Conference, Mandalay Bay Convention Center, Las Vegas, NV (02/2012). http://www.acmashow.org
-
(2) - BERTHEREAU (A.) - Séminaire sur les fibres de verre organisé par F. Pigeonneau - [Communication orale]. Mines Paris – Séminaire Glass Fiber, Paris (11/2024).
-
(3) - IARC - Monograph Man-Made Vitreous Fibres. - Vol. 81, 2002, 23rd amendment (Directive 97/69/EC) on Man-made Mineral Fibre. (2002). https://publications.iarc.who.int/Book-And-Report-Series/Iarc-Monographs-On-The-Identification-Of-Carcinogenic-Hazards-To-Humans/Man-made-Vitreous-Fibres-2002
-
(4) - GLASS FIBRE EUROPE - Continuous filament glass fibre and human health – Report - (2021). https://glassfibreeurope.eu/continuous-filament-glass-fibre-and-human-health/
-
(5) - BRIGHTWORKS SUSTAINABILITY - A guide for measuring and reporting embodied emissions using the Greenhouse Gas Protocol. Version 1.1, nov. 2021. - https://ghgprotocol.org/sites/default/files/2023-03/wri-embodied-emissions-sector-supplement-2022_1.pdf.
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Verre textile – Méthode d’échantillonnage applicable à des lots. - ISO 1886 - (1995)
-
Verre textile – Détermination de la teneur en matières combustibles. - ISO 1887 - (1995)
-
Verre textile – Fibres discontinues et filaments – Détermination du diamètre moyen. - ISO 1888 - (2022)
-
Fils de renfort – Détermination de la masse linéique. - ISO 1889 - (2009)
-
Fils de renfort – Détermination de la torsion. - ISO 1890 - (2009)
-
Verre textile – Fils – Désignation. - ISO 2078 - (2022)
-
Renforts – Tissus – Base de spécification. - ISO 2113 - (2023)
-
Mats de verre textile fils coupés – Détermination du temps de dissolution du liant dans le styrène. - ...
ANNEXES
Fournisseurs
Ces sociétés détiennent plus de 85 % du marché mondial.
Owens Corning
Johns Manville
Saint Gobain Vetrotex
https://www.vetrotextextiles.com/
3B-Fibreglass
https://www.3b-fibreglass.com/
Jushi
CPIC
Taishan Fiberglass
Nitto Boseki
Nippon Electric Glass
Sites Internet
Institut du verre
Verre Online
Prime Verre
HAUT DE PAGE
Marché de la fibre de verre de renforcement en 2024 (Owens Corning, 2025)
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7,3 millions de tonnes à l’échelle mondiale.
-
Demande croissante sur les dernières décennies, avec un taux de croissance toujours plus fort que celui de la production industrielle (historiquement...
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