Concepteur et fabricant de cuves de stockage et de solutions de relevage en composite, Polyway emploie dans ses étapes de fabrication la technique du moulage par enroulement filamentaire. Stéphane Soulard, président de l’entreprise, explique : « Le procédé d’enroulement filamentaire (ou filament winding) est un procédé industriel automatisé permettant de fabriquer des structures composites cylindriques ou sphériques, comme des cuves de stockage, des réservoirs ou des conduites destinées à l’eau ou au gaz ». Il s’applique également dans de multiples secteurs d’activité tels que le sport, le transport aérien, maritime ou aéronautique et les énergies renouvelables.
Quel est le principe de l’enroulement filamentaire ?
Le procédé repose sur l’enroulement contrôlé de fibres de verre continues autour d’un mandrin, ou moule. Il tourne selon un axe, pendant que les fibres sont imprégnées de résine polyester. L’ensemble est ensuite polymérisé, ou durci, formant une pièce composite monobloc et résistante.
L’enroulement filamentaire en cinq étapes de fabrication
La préparation du mandrin, en acier, aluminium ou en matériau composite : il définit la forme intérieure de la pièce finale (cuve, réservoir, tuyau…). Il est préalablement recouvert d’un agent de démoulage pour faciliter le retrait de la pièce une fois durcie.
La mise en place de l’unité d’imprégnation : les fibres de verre (roving) passent par une unité d’imprégnation : elles y sont imbibées d’une résine polyester préalablement formulée (avec catalyseur et accélérateur). Cette résine sert à lier les fibres entre elles afin de transmettre les efforts mécaniques.
L’enroulement sur le mandrin : le mandrin tourne sur son axe, pendant qu’un chariot guide les fibres de façon précise selon des angles définis, afin de parvenir à plusieurs types d’enroulement :
- Circonférentiel ou Radial (perpendiculaire à l’axe) : pour la résistance à la pression interne.
- Hélicoïdal (en spirale) : pour la tenue mécanique longitudinale.
- Axial (parallèle à l’axe) : pour renforcer la structure contre les flexions.
Pilotées par commande numérique, les trajectoires sont calculées selon les contraintes mécaniques et l’usage final de la pièce.
La phase de polymérisation, ou technique de durcissement : une fois l’enroulement terminé, la pièce est laissée au repos ou placée dans une enceinte chauffée. L’objectif est d’accélérer la réaction chimique (polymérisation) de la résine polyester, afin de la rendre rigide et solide.
Le démoulage : après durcissement complet, la pièce est retirée du mandrin, gonflable ou démontable. La phase de finition consiste ensuite au tronçonnage des bords, au contrôle dimensionnel et visuel de la pièce et à d’éventuels usinages ou perçages (piquages, brides…) en amont de la phase d’assemblage et de montage.
Les avantages du procédé au service des métiers du composite
Le procédé de l’enroulement filamentaire garantit une haute performance mécanique, du fait de l’orientation optimisée des fibres de verre. La légèreté du matériau permet un excellent rapport entre poids et résistance. Le composite, résultat de l’alliance des fibres de verre à la résine polyester, confère une très forte résistance chimique et à la corrosion, idéale pour des installations en milieu dit agressif. Ce procédé, automatisé et précis dans son exécution, favorise une reproductibilité industrielle. Il permet aussi, par ses capacités modulables dans les réglages et les orientations d’enroulement, une réelle souplesse de conception et de fabrication.
Le procédé d’enroulement filamentaire à base de fibre de verre et de résine polyester est une technologie de pointe pour la fabrication de pièces composites performantes et durables. Il allie rigueur technique, productivité industrielle et adaptation aux exigences spécifiques de nombreux secteurs (eau, chimie, énergie…).