Bien que la fibre Kevlar ait été inventée il y a de nombreuses années, ses propriétés uniques continuent d'émerveiller. Grâce à ses paramètres et ses caractéristiques, ce matériau a révolutionné le domaine des tissus de protection.
Kevlar : Qu'est-ce que c'est au juste ?
Le Kevlar est un tissu fabriqué à partir de fibres synthétiques à structure cristalline. Son incroyable résistance est assurée par le noyau benzénique, situé dans la section transversale du cristal. De par ses caractéristiques, ce matériau est plus résistant et plus durable que le métal, tout en étant très fin et léger.
Chacun découvre le Kevlar différemment, chacun apprend ce qu'il représente au fil des situations de la vie. Les jeunes d'aujourd'hui connaissent ce matériau grâce au jeu Rast, dans lequel les personnages se voient proposer d'acheter des armures et des munitions fabriquées à partir de ce matériau. Les générations plus âgées associent cette fibre aux vêtements de protection et aux équipements sportifs.
En bref sur l'origine
En 1975, un matériau appelé Kevlar a été introduit sur le marché et a immédiatement connu une forte demande, qui ne cesse de croître. Ce polymère unique a été obtenu dans les laboratoires du groupe DuPont, mondialement connu. Officiellement, son créateur est la chimiste Stephanie Kwolek.
À l'époque, il était utilisé comme matériau de renforcement pour les pneus. Plus tard, il a trouvé des applications dans divers matériaux composites, équipements sportifs et câbles. Le tissu Kevlar a commencé à être utilisé pour la production d'équipements de protection individuelle.
Production de tissu Kevlar
Ayant découvert ce matériau, beaucoup se demandent comment le fabriquer. Pour l'obtenir, on utilise une solution de chlorure de calcium et de méthylpyrrolidone. On y ajoute des réactifs spéciaux, libérant une substance inhabituelle aux propriétés de cristaux liquides. Le procédé est réalisé à basse température.
À l'extérieur, le polymère obtenu se présente sous forme de miettes ou de gel, lavé et séché. Il passe ensuite dans des filières, ce qui permet de former des fibres, puis des fils. Il est facile de deviner ce que sont les fils de Kevlar. Les fibres obtenues sont torsadées en fils, qui forment le produit fini. Elles sont ensuite envoyées une seconde fois dans le bain de précipitation, lavées et séchées.
Veuillez noter! La production de Kevlar comportant des difficultés importantes, notamment l’utilisation d’acide sulfurique, le procédé est très coûteux.
Caractéristiques techniques et propriétés
Les caractéristiques techniques et les propriétés du Kevlar sont véritablement uniques. Sa principale caractéristique est sa résistance mécanique élevée. Parallèlement, sa masse et sa densité sont relativement faibles.
Le Kevlar est un matériau doté d'une résistance unique à l'étirement et d'une capacité d'auto-extinction. Il ne brûle ni ne fond. Il ne commence à se décomposer qu'à des températures supérieures à 230 °C. Exposé à des températures élevées, il perd sa résistance après un certain temps, mais pas immédiatement.
Il résiste aux solvants organiques et à la corrosion, et possède un module d'élasticité élevé. Sous l'effet des basses températures, il ne se détériore pas et, au contraire, se renforce. Il est résistant aux coupures et présente une faible conductivité électrique spécifique.
Domaines d'application du Kevlar
Malgré son utilisation et sa demande répandues, peu de gens savent ce qu'est le Kevlar. Pourtant, cette fibre à haute résistance trouve de nombreuses applications depuis des décennies.
Le Kevlar est principalement utilisé dans les domaines où les caractéristiques suivantes sont importantes :
- résistance à l'usure;
- stabilité thermique;
- faible dureté structurelle;
- légèreté significative;
- bonne résistance pour un faible poids.
Il est donc logique que le tissu Kevlar soit utilisé pour fabriquer des équipements de protection individuelle, divers vêtements pour le personnel militaire et les forces spéciales.
Industrie aéronautique
Les propriétés du Kevlar, et notamment son type de matériau, sont bien connues dans l'industrie aéronautique. Il est utilisé dans la production de nombreux drones pour assurer leur protection.
Équipement de protection individuelle
Grâce à ses propriétés mécaniques, la fibre Kevlar est idéale pour la fabrication de protections individuelles. On en trouve notamment dans les casques de combat, les gilets pare-balles et les masques balistiques pour la protection du visage.
Grâce au blindage en Kevlar, les forces armées de différents pays fabriquent des masques pare-balles et des cagoules spéciaux pour les équipages de véhicules blindés. C'est également grâce au Kevlar que le blindage des porte-avions de classe Nimitz est réalisé.
Les gilets pare-balles en fibre Kevlar sont considérés à juste titre comme la meilleure qualité. Ce type de protection protège des impacts indirects des armes blanches, atténue l'impact des balles et prévient la pénétration et la propagation des fragments. Cette protection est assurée par la légèreté, la résistance et la durabilité relative uniques du matériau utilisé.
Parallèlement, lorsqu'on privilégie les produits en Kevlar, tels que les gilets pare-balles, il faut tenir compte des caractéristiques particulières de ce polymère. La souplesse du blindage l'empêche de protéger contre un tir à bout portant ou un coup pénétrant avec un couteau ou un poinçon. Des modèles spéciaux dotés de panneaux rigides sont actuellement développés à cet effet. Un autre inconvénient est la photosensibilité. Une exposition prolongée et constante au soleil entraîne une dégradation progressive du matériau.
Le fil de Kevlar étant considéré comme un matériau coûteux, la « kevlarisation » généralisée n'a pas encore eu lieu. Seuls les pays économiquement développés peuvent se permettre d'équiper leurs armées et leurs unités de produits tactiles fabriqués dans ce matériau.
Protection des mains
Les gants tactiques avec inserts en Kevlar protègent les mains des chocs avec les dents de l'ennemi et augmentent considérablement l'impact. Ces gants sont aussi appelés une sorte d'équivalent moderne du poing américain. Ces accessoires sont très prisés par les employés des unités spécialisées, ainsi que par les amateurs de sports extrêmes, de plein air et de street fight. Leur popularité s'explique par leur durabilité, leur résistance à l'humidité et aux dommages, ainsi que par leur chaleur. Portés avec de tels gants, vos mains seront parfaitement protégées.
Équipements sportifs
Les snowboards, bateaux, pagaies, skis et casques de sport en Kevlar sont légers et très résistants. Les articles de sport fabriqués dans ce matériau sont plébiscités par les amateurs comme par les athlètes professionnels.
Ce matériau minimise la transmission des vibrations et assure une résistance aux déformations sans dommage. Grâce à sa plasticité, les produits sont protégés contre divers dommages graves, notamment l'écrasement. De plus, il est totalement sûr et fiable, même sous l'effet de charges d'impact élevées.
Le Kevlar est notamment utilisé pour la doublure de certains pneus de vélo. Il minimise les risques de crevaison. Des couches de Kevlar sont ajoutées aux raquettes de tennis de table, ce qui améliore le rebond et réduit le poids. Ce matériau est utilisé pour fabriquer des vêtements de sécurité pour les motocyclistes. Il est notamment utilisé pour remplacer les éléments en plastique afin de protéger les épaules et les coudes.
Autres domaines d'application
La stabilité chimique et mécanique élevée du Kevlar, ainsi que sa résistance, garantissent sa large application dans divers domaines. Ce matériau est considéré comme l'un des plus high-tech du monde moderne.
Le plus souvent, il est utilisé aux fins suivantes :
- Fibre de renforcement : elle rend le matériau léger et résistant. Elle est utilisée pour renforcer les câbles et les protéger de la rupture et de l'étirement.
- En cours de production de prothèses orthopédiques.
- Pour la production de câbles, les produits se distinguent par leur résistance à la corrosion, leur fiabilité, leur légèreté et leur non-conductivité. Grâce à ces caractéristiques, les câbles sont largement utilisés dans la construction navale et l'exploitation minière, en remplacement des câbles en acier.
- Pour obtenir un matériau hybride appelé carbone-kevlar, il est utilisé pour construire des coques de bateaux capables de développer des vitesses importantes.
- Pour la production du tout nouveau matériau de construction ultra-résistant, le béton Kevlar, utilisé pour la fabrication de dalles, de pierres de façade, de monuments, de bordures, de marches et bien plus encore. Cependant, ces matériaux de construction sont relativement coûteux en raison du Kevlar utilisé.
- Pour la fabrication de lignes de pêche, si vous pratiquez la pêche professionnelle, privilégiez un matériel de haute qualité. Un gant en Kevlar sera également indispensable, notamment pour la pêche au silure ou au brochet.
- Pour la fabrication de protections de carter, il offre une grande résistance aux dommages mécaniques. Il est thermostable et offre une excellente résistance aux produits chimiques. De plus, le composite Kevlar est comparativement moins cher.
La fibre Kevlar est aujourd'hui utilisée dans de nombreux domaines. Il est quasiment impossible d'imaginer une protection passive sans ce matériau, et les gilets et casques pare-balles ont déjà sauvé de nombreuses vies.
