Comme c'est mincefibre de carbone ? En fait, la réponse est très simple, le diamètre de la fibre de carbone est compris entre 5 et 10 microns. En parlant de ça, c’est un peu difficile à imaginer, non ? Alors, comparons-les à quelque chose que tous les humains ont : les cheveux !
Heureusement, il y a une très belle image ci-dessous qui permet de comparer facilement les deux. Cela vous fera réaliser à quel point la fibre de carbone est fine : un cheveu humain mesure environ 40 à 120 microns de diamètre.
fibre de carbone contre cheveux
Si vous pensez que les cheveux humains sont une matière très fragile, vous vous trompez ! Il est presque entièrement constitué d'une protéine appelée kératine, qui a une résistance à la traction ultime d'environ la moitié de celle de l'acier (200 MPa). Si vous testiez la tension sur une corde à simple, vous ne pourriez mesurer qu’environ 100 grammes de force.
Pour en revenir à la fibre de carbone, le petit diamètre est essentiel car il permet une teneur en graphite plus élevée. De cette manière, la probabilité de concentration de défauts dans la structure 3D est considérablement réduite. De manière générale, les propriétés mécaniques des fibres de carbone sont inversement proportionnelles au diamètre de leur filament.
Quelle est la première application de la fibre de carbone ?
En fait, la fibre de carbone est plus ancienne qu’on ne le pense ! La première fibre de carbone remonte à 1860 ! Et en 1879, un homme nommé Thomas Edison a choisi la fibre de carbone pour fabriquer des filaments d'ampoules.
À l’époque, ils n’étaient pas basés sur le pétrole. Au lieu de cela, ils sont produits par pyrolyse du coton ou de la soie de bambou. Ces filaments sont traités thermiquement à haute température pour obtenir une carbonisation.
Mais pourquoi ont-ils été choisis ? La réponse est simple, cela n’a rien à voir avec la haute intensité ! À l’époque, Edison avait remarqué que leur haute résistance à la chaleur en faisait des conducteurs d’électricité idéaux. Cependant, le filament de tungstène est rapidement devenu le choix privilégié pour les filaments d'ampoules au début du 20e siècle, et la fibre de carbone a été progressivement supprimée au cours des 50 années suivantes.
Thomas Edison
Dans les années 1960, un chercheur japonais nommé Akio Shindo a utilisé avec succès le polyacrylonitrile (PAN) comme précurseur pour fabriquer des fibres de carbone. De cette façon, son équipe a pu produire des filaments avec une teneur en carbone d'environ 55 pour cent en utilisant une méthode de production plus rentable. Cette nouvelle technologie a apporté un renouveau aux fibres de carbone, mais cette fois, elles sont là pour rester !
Quand est né le premier vélo en fibre de carbone ?
Comme dans tout sport, la compétition pour les meilleurs a tendance à conduire à toute innovation possible, et comme tous les passionnés de composites le savent, la fibre de carbone peut toujours y contribuer !
Le premier vélo de production commerciale entièrement en carbone était le plus emblématique Kestrel 4000, sorti en 1986. Auparavant, l'utilisation de la fibre de carbone par l'industrie du vélo se limitait au collage de tubes en fibre de carbone sur des pattes en aluminium.
Crécerelle 4000
Le Tour de France 1989 a lancé la révolution de la fibre de carbone. Au cours de la décennie suivante, les vélos en métal ont continué à figurer en bonne place sur le circuit, mais avec des taux de réussite en baisse.
La dernière fois que j'ai remporté un Tour Championship avec un vélo en acier, c'était en 1994, et la dernière fois que j'ai gagné une course avec un vélo sans fibre de carbone (cette fois en aluminium), c'était en 1998.
Les composites en fibre de carbone permettent des avantages supplémentaires en termes de poids ainsi que des formes plus aérodynamiques que le métal ne peut pas faire !
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Heure de publication : 12 juillet 2022
