En 1969, la fibre de bore a été la toute première fibre de haute performance à être utilisée pour une application de production, pour équiper les avions de chasse F-14 Tomcat et F-15 Eagle. A cette époque, la fibre de carbone n’était pas encore disponible en fibres continues et la fibre de verre ne présentait pas de module suffisant. Certes l’industrie des matériaux composites ne serait pas ce qu’elle est aujourd’hui sans la fibre de carbone, mais pour l’auteur, il n’est pas inintéressant de reconsidérer la fibre de bore qui fut à l’origine de cette industrie.
Les filaments de bore sont synthétisés selon un procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Ils sont élaborés en partant d’une âme qui est le plus souvent en tungstène, mais qui peut aussi être en verre ou en graphite. Très résistants et à haut module élastique, ces filaments de faible densité s’adressent essentiellement à des applications aérospatiales. Les premiers fabricants de fibre de bore étaient Texaco Experiment Inc. (Borofil), le United Aircraft Research Laboratory, la division Avco Systems, le General Electric Research Laboratory, Monsanto, le Battelle Memorial Institute et quelques autres. À la fin des années 1960, seules deux sociétés sont restées dans le secteur de la fibre de bore : Avco Systems et Hamilton-Standard, une filiale de United Aircraft Corp. Par la suite d’autres applications de la fibre de bore ont émergé, notamment pour la structure de la navette spatiale, des pièces d’hélicoptères et des articles de sport. Au début des années 1980, Avco Specialty Materials était devenu le seul fournisseur au monde, avant d’être repris à la fin des années 1980 par Textron qui l’a rebaptisé Textron Specialty Materials. A la fin des années 1990, Textron Specialty Materials avait développé une nouvelle classe de matériaux composites hybrides, baptisés Hy-Bor, intégrant à la fois des fibres de carbone et des fibres de bore, ce qui permettait d’augmenter la résistance à la compression de l’ordre de 100 à 200 % par rapport aux composites renforcés de fibres de carbone seules. Fin 2001, Textron a vendu l’activité de bore et Specialty Materials Inc. (SMI) a été créée en tant que petite entreprise privée. SMI a poursuivi les développements des produits Hy-Bor, notamment pour certaines pièces structurelles du véhicule aérien sans pilote Reaper de General Atomics. Par la suite, SMI a collaboré avec Toray Industries pour mettre au point une nouvelle génération de matériaux Hy-Bor (Gen 2 Hy-Bor) grâce à l’emploi de matrices polymère qui résistent à de très hautes températures.
La fibre de bore trouve aussi une autre application spatiale dans l’imagerie optique, étant donné que c’est la seule fibre qui présente un coefficient de dilatation thermique positif. Hybridée avec une fibre de graphite de haut module, elle peut conduire à des pièces composites qui ont un coefficient de dilatation thermique nul, mais avec une rigidité très élevée. SMI a aussi développé une étoupe préimprégnée qui permet, grâce à la technique de placement de fibres automatisée (AFP), de réaliser des composants de satellites avec une forte réduction du coût de production (- 30 à – 50 %). Enfin d’autres perspectives à fort taux de croissance sont les engins hypersoniques.
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Date : 07/2020