Polymère renforcé de fibres de verre (PRFV)est un matériau haute performance composé de fibres de verre comme agent de renforcement et d'une résine polymère comme matrice, selon des procédés spécifiques. Sa structure de base est constituée de fibres de verre (telles queVerre électroniqueLes composites à fibres de verre (GFRP) sont composés de fibres de verre de type S ou AR haute résistance, d'un diamètre de 5 à 25 µm, et de matrices thermodurcissables telles que la résine époxy, la résine polyester ou le vinylester, avec une fraction volumique de fibres atteignant généralement 30 à 70 % [1-3]. Les GFRP présentent d'excellentes propriétés, notamment une résistance spécifique supérieure à 500 MPa/(g/cm³) et un module spécifique supérieur à 25 GPa/(g/cm³), tout en offrant une résistance à la corrosion et à la fatigue, un faible coefficient de dilatation thermique [(7–12)×10⁻⁶ °C⁻¹] et une transparence électromagnétique.
Dans le secteur aérospatial, l'utilisation du PRFV (polymère renforcé de fibres de verre) a débuté dans les années 1950 et est devenue un matériau clé pour réduire la masse des structures et améliorer le rendement énergétique. À titre d'exemple, sur le Boeing 787, le PRFV représente 15 % de ses structures non porteuses principales, notamment dans les carénages et les ailettes, permettant une réduction de poids de 20 à 30 % par rapport aux alliages d'aluminium traditionnels. Après le remplacement des longerons de plancher de la cabine de l'Airbus A320 par du PRFV, la masse de chaque composant a diminué de 40 % et ses performances en milieu humide se sont nettement améliorées. Dans le secteur des hélicoptères, les panneaux intérieurs de la cabine du Sikorsky S-92 utilisent une structure sandwich en nid d'abeilles de PRFV, offrant un bon compromis entre résistance aux chocs et ignifugation (conformément à la norme FAR 25.853). Comparativement au polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC), le coût des matières premières du PRFV est réduit de 50 à 70 %, ce qui représente un avantage économique considérable pour les composants non porteurs. Actuellement, le PRFV s'intègre progressivement aux fibres de carbone, favorisant ainsi le développement itératif des équipements aérospatiaux vers plus d'allègement, une durée de vie accrue et un coût réduit.
Du point de vue des propriétés physiques,PRFVLe PRFV présente également des avantages exceptionnels en termes de légèreté, de propriétés thermiques, de résistance à la corrosion et de fonctionnalisation. Concernant la légèreté, la densité de la fibre de verre se situe entre 1,8 et 2,1 g/cm³, soit seulement un quart de celle de l'acier et deux tiers de celle de l'alliage d'aluminium. Lors d'essais de vieillissement à haute température, le taux de rétention de la résistance a dépassé 85 % après 1 000 heures à 180 °C. De plus, le PRFV immergé dans une solution de NaCl à 3,5 % pendant un an a présenté une perte de résistance inférieure à 5 %, tandis que l'acier Q235 a subi une perte de masse due à la corrosion de 12 %. Sa résistance aux acides est remarquable, avec un taux de variation de masse inférieur à 0,3 % et un taux de dilatation volumique inférieur à 0,15 % après 30 jours dans une solution de HCl à 10 %. Les échantillons de PRFV traités au silane ont conservé un taux de rétention de la résistance à la flexion supérieur à 90 % après 3 000 heures.
En résumé, grâce à sa combinaison unique de propriétés, le PRFV est largement utilisé comme matériau aérospatial de base haute performance dans la conception et la fabrication d'aéronefs, et revêt une importance stratégique significative dans l'industrie aérospatiale moderne et le développement technologique.
Date de publication : 15 octobre 2025
