Aramide : un guide complet sur ce matériau ultra-résistant résistant | 400 °C

L’aramide est une fibre polyamide aromatique cinq fois plus résistante que l’acier, stable jusqu’à 400 °C. Dans ce guide, on vous détaille sa chimie, ses versions para- et méta-, ses fiches normes, et ses usages industriels. Car si l’aramide est célèbre pour sa présence dans les gilets pare-balles, vous allez voir que ses applications vont bien au-delà. De l’isolation thermique à la protection mécanique, elle joue un rôle clé dans divers secteurs industriels. Et en bonus, on vous expliquera pourquoi c'est une des rares fibres techniques recyclables.

 

Qu’est-ce que la fibre d’aramide ? 

Définition express, chiffres clés et familles d’aramide en bref

Les aramides sont des polyamides aromatiques. Selon la position des liaisons amide, on distingue la para-aramide (Kevlar®, Twaron®) et la méta-aramide (Nomex®).

L’aramide en quelques chiffres : 

• Densité : 1,44 g/cm³
• Module de Young : 70 – 130 GPa
• Dégradation thermique : > 400 °C

On retrouve deux grandes familles d’aramides :

Le para-aramide

Sa chaîne linéaire est rigide, ce qui lui confère un module très élevé et une résistance à la traction record. Applications les plus courantes : 

• renforts balistiques, 
• bandes convoyeurs HT

Le méta-aramide

Sa chaîne plus souple lui confère une meilleure tenue au feu et une meilleure résistance diélectrique. Son module est plus faible. Applications les plus courantes : 

• vêtements anti-flamme,
• joints d’étanchéité jusqu’à 350 °C max.

Origine et développement de l’aramide

La fibre d’aramide a été mise au point par Stephanie L. Kwolek dans les années 50 et commercialisée sous le nom de NomexⓇ par la société DuPont en 1967, puis KevlarⓇ dans les années 70. 

Bien vite, d’autres sociétés concurrentes ont implanté sur le marché leur propre fibre d’aramide comme TechnoraⓇ et TwaronⓇ fabriqués par la société chinoise Teijin Aramid (ex-Akzo Nobel).

Utilisé pour remplacer des matériaux comme l’amiante ou pour améliorer les équipements de protection, l’aramide est devenu une référence dans la sécurité industrielle grâce à sa polyvalence et ses propriétés isolantes.

Fabrication et composition de la fibre aramide

Aramide est la contraction du mot ARomatic polyAMIDE (polyamide aromatique en français). Ce polymère synthétique est aussi connu sous le nom de PPD-T pour paraphénylène téréphtalamide (bon courage pour le lire à voix haute).

 C’est une fibre organique artificielle fabriquée via un procédé complexe de polymérisation et d’extrusion de diamines aromatiques et de chlorures d’acide aromatique.

 

Formulation chimique de l’aramide, méta et para-aramide — source INRS

 

La différence structurelle entre le para-aramide et le méta-aramide provient de la position des liaisons dans le composé aromatique. Cette particularité influence les propriétés mécaniques, mais aussi thermiques et électriques de l’aramide.

Aramide, KevlarⓇ et NomexⓇ : zoom sur les différentes désignations

Pour parler de cette fibre synthétique, on entend couramment parler de KevlarⓇ, NomexⓇ, para-aramide ou méta-aramide. 

Pour faire simple et différencier les différents types d’aramide, c’est simple.

Le KevlarⓇ est la marque commerciale du para-aramide de DuPont de Nemours. Il est réputé pour son excellente résistance mécanique et sa couleur jaune caractéristique. Certaines marques en ont fait des dérivés appelés copolymères.

Le NomexⓇ est aussi un produit de la société DuPont. C’est le nom « sexy » du méta-aramide qui est utilisé pour sa résistance chimique, électrique et thermique exceptionnelle.

 

Propriétés de l’aramide

Caractéristiques thermiques

L’aramide a cette particularité de ne pas fondre. Cette propriété en fait un matériau de choix dans les applications de protection incendie, car il ne dégage pas de gouttelette, de fumée; de résidu de fonte et il est auto-extinguible. 

Il supporte des températures aux alentours de 200-300 °C en moyenne et il se décompose aux alentours des 450 °C.

Même soumis à des températures extrêmes, l’aramide a une excellente stabilité dimensionnelle. En outre, il ne rétrécit pas ce qui en fait un joint haute température très stable et efficace.

Son excellente conductivité thermique lui permet de dissiper très rapidement la chaleur sur la surface d’un matériau, lui permettant par exemple de limiter le risque de brûlures.

Il est aussi particulièrement isolant, résiste au feu, retarde la propagation de flammes et résiste aux étincelles.

Enduit avec certains revêtements comme le silicone, il peut servir de protection contre les fumées.

Propriétés thermiques de l’aramide en bref : 

• Résistance aux hautes températures : supporte 200-300 °C sans fondre et commence à se décomposer vers 450 °C.
• Auto-extinguible : idéal pour des applications de sécurité incendie.
• Isolant thermique : dissipe rapidement la chaleur, limitant les risques de brûlures.
• Résistant aux étincelles et retardateur de flammes.

Comparatif ciblé : Aramide vs PBO vs Préox

L’aramide, le PBO et le Préox ont des plages de températures proches. Pour cela, il peut être difficile de savoir quelle fibre choisir et pourquoi. Voici un comparatif pour déterminer la fibre à utiliser pour une zone à 350-600 °C.

Concrètement, voilà ce que cela implique pour quelques applications industrielles : 

• Pour un convoyeur aluminium 500 °C, l’aramide assure la tenue mécanique, mais le PBO prend le relais sur la première table de sortie. 
• Pour un joint porte de four 280 °C, le Préox offre la meilleure stabilité au feu et reste économique.

Comparaison de l’aramide avec les autres fibres haute température

Comparé aux autres fibres haute température, l’aramide est certainement une des fibres les moins intéressantes d’un point de vue résistance au feu et isolation HT. Cependant, c’est certainement celle qui présente la meilleure résistance mécanique tout en étant en mesure de protéger face à des températures élevées. 

Pour vous donner une idée de ses propriétés face aux autres matériaux, voici un tableau comparatif des principales fibres haute température.

Caractéristiques mécaniques

L’aramide est aussi très résistant à la déchirure, à l’impact, aux chocs et à la coupe, ce qui en fait la matière privilégiée pour la fabrication des protections balistiques et d’éléments de sécurité.

Mais pas que…

C’est un des matériaux les plus résistants à la traction, au frottement, à l’usure et à l’abrasion. À titre de comparaison, son module de traction est équivalent à celui de l’acier.

Très peu élastique, l’aramide a aussi une bonne résistance à la flexion. Comme pour les fibres de verre et de carbone, son allongement à la rupture varie entre 1,9 % et plus de 4 %.

Son seul défaut : malgré son excellente rigidité, sa résistance à la compression est particulièrement faible.

Pour vous donner une idée des propriétés mécaniques de l’aramide comparées à d’autres fibres haute performance, voici un tableau tiré du livre Handbook of Technical Textiles, Vol. 2.

 

Source : Handbook of Technical Textiles, Vol. 2

Propriétés mécaniques de l’aramide en bref : 

• Résistance à la traction : 5 fois supérieures à celle de l’acier pour un poids équivalent.
• Faible élasticité : allongement à la rupture entre 1,9 % et 4 %.
• Limites : faible résistance à la compression et sensibilité aux UV. L’exposition prolongée peut altérer les propriétés mécaniques de la fibre, visible par un changement de couleur (du jaune vif au marron).

Caractéristiques électriques

Cette fibre jaune synthétique ne conduit pas l’électricité. Compilée avec ses propriétés thermiques, cette propriété en fait le matériau idéal pour la fabrication de vêtements de protection contre l’arc électrique.

Caractéristiques chimiques

L’aramide est particulièrement résistant à la majorité des produits chimiques. Il résiste aux bases, aux alcalis et à la corrosion.

Par contre, c’est une fibre qu’il faut éviter de mettre en contact avec des acides concentrés. 

Autres caractéristiques techniques

Un avantage non négligeable de la fibre est son poids. Cette fibre synthétique est ultra légère, ce qui en fait une matière adaptée pour la fabrication de protections légères ou d’équipements de protection (EPI).

L'aramide a aussi cette particularité d'être de couleur jaune, ce qui la rend facilement reconnaissable, bien qu'il existe maintenant des techniques de teintures pour en modifier sa couleur. Cependant, changer la couleur jaune de l'aramide reste un processus difficile et coûteux.

 

Les avantages et inconvénients cette fibre technique

Avantages de l’aramide

À épaisseur égale, il est bien plus résistant et plus léger que la fibre de verre et possède une ténacité cinq fois plus élevée que le nylon.

L’aramide possédant à la fois d’excellentes propriétés thermiques et mécaniques, il s’incorpore à peu près partout tant qu’on ne dépasse pas les 300°C. De plus en plus de solutions dans les bâtiments et dans les infrastructures recevant du public utilisent ces fibres synthétiques.

Même à très haute température, l’aramide garde une grande partie de ses propriétés physiques, chimiques et électriques.

Inconvénients de la fibre d’aramide

L’aramide est une fibre particulièrement sensible aux UV. Une forte exposition diminue les propriétés mécaniques de la fibre. 

Pour savoir si la fibre a été soumise aux rayonnements UV, il suffit de regarder sa couleur. Dans le cas de la fibre brute, la couleur passe du jaune presque doré au jaune très sombre, voire au marron.

La fibre d’aramide est aussi très difficile à teindre. Pour le camoufler ou en permettre l’identification, il est souvent enduit ou intégré dans un complexe textile, comme pour les uniformes de l’armée ou les gants anti-coupure.

Sa résistance mécanique peut devenir un défaut pour les confectionneurs. Très difficile à couper et abrasif, l’aramide demande des machines spécifiques et un changement régulier des systèmes de découpe.

 

Les différentes applications de l’aramide dans l’industrie

Quelles applications entre 250 °C et 350 °C utilisent réellement l’aramide ?

Dans la zone hot end aluminium, on combine un feutre para-aramide (module élevé, bonne absorption des chocs) avec une sur­épaisseur PBO au tout début de la ligne : le PBO résiste au pic à 500 °C, puis l’aramide prend le relais dès que la surface du profilé descend sous 350 °C.

En verrerie flaconnage, l’aiguilleté méta-aramide sert de manchon sur rouleaux de transfert : température d’exploitation 280 – 300 °C, zéro marquage optique, tenue mécanique supérieure au verre texturé standard.

Dans la pétrochimie, des tresses para-aramide/graphite jouent le rôle de joints dynamiques autour de 300 °C ; la fibre fournit la résistance à l’abrasion, le graphite la lubrification et l’étanchéité.

Autres applications industrielles de la fibre aramide

L’aramide est principalement utilisé comme renfort en particulier pour la fabrication de composites.

Le para-aramide est employé pour sa résistance mécanique exceptionnelle dans des renforts comme dans : 

• la fabrication de pneumatique ;
• la confection de gilets pare-balles, protections balistiques et d’EPI (armée, moto…) ;
• le renfort de câbles et de cordes ;
• la réalisation de textiles techniques et matériaux composites ;
• l’élaboration de produits d’étanchéité (joints d’étanchéité) et de friction (plaquette de frein…).

Le méta-aramide est plutôt utilisé pour la protection et dans le domaine de la sécurité. On le retrouve dans : 

• la confection d’EPI (pompiers…) pour la protection contre la chaleur et l’électricité ;
• la fabrication d’éléments de filtration ;
• les solutions d’isolation thermique.

 

Les différents produits à base de fibre d’aramide

Comme pour la majorité des fibres techniques utilisées dans l’industrie, la fibre d’aramide se décline en de nombreuses formes textiles, permettant une grande variété d’applications, de la confection à l’isolation thermique, en passant par le renfort de structures composites.

Fibre d’aramide en vrac

La fibre d’aramide brute, sous forme de fibre courte ou de bourre, est utilisée pour le calfeutrement, les applications de remplissage, ou l’élaboration de non-tissés thermiquement isolants. 

Elle peut aussi être intégrée à des mélanges de fibres, notamment dans les feutres ou les composites injectés.

Filaments, fils de couture et fils Dref

L’aramide est disponible en filament continu (mono ou multifilament), en fil de couture pour la confection de textiles de protection (que nous ne produisons pas chez Ferlam Technologies), ou en fil Dref (filé à air) pour une meilleure résistance à la coupe et à la température. 

Ces fils sont souvent utilisés pour assembler des produits d’EPI, ou pour renforcer mécaniquement des tissus multicouches dans des environnements sévères.

Cordes, tresses et bourrelets

Les tresses aramides sont couramment utilisées pour fabriquer des joints souples ou des cordons d’étanchéité. 

Selon les besoins, elles peuvent être renforcées avec de l’inox, enduites de PTFE, ou conçues en structure carrée, ronde ou plate. 

Les bourrelets en aramide sont notamment utilisés en zone de compression dans les fours, trappes, ou équipements thermiques mobiles.

Gaines textiles

L’aramide est aussi transformé en gaine tressée ou tricotée, utilisée pour la protection thermique de câbles, tuyauteries, ou faisceaux électriques.

 Ces gaines offrent une isolation efficace tout en conservant la souplesse nécessaire pour épouser des formes complexes.

Tissus et bandes en aramide

Les tissus en aramide, souvent enduits ou associés à d’autres fibres comme le PBO ou la silice, sont employés dans la fabrication de protections thermiques souples, rideaux pare-flamme ou écrans anti-chaleur. 

Les bandes étroites sont quant à elles utilisées pour le convoyage à chaud, notamment dans l’industrie du verre ou de l’aluminium, où elles protègent les surfaces sensibles sans les marquer.

<img src=« Bande transporteuse à base de fibres aramide pour le convoyage de verre chaud ou pour l’étanchéité »>

Tricots

Les textiles tricotés en aramide sont utilisés lorsque l’on recherche une bonne élasticité associée à une résistance thermique. 

Ils sont employés dans la fabrication de gants anti-chaleur, de sous-vêtements techniques ou dans certains dispositifs de filtration en environnement sévère.

Feutres à base d’aramide

Le feutre aramide, qu’il soit 100 % aramide ou en mélange (par exemple avec du PBO ou du verre), est utilisé pour ses propriétés d’amortissement thermique et mécanique. Il est notamment intégré dans les matelas isolants, les pièces de friction, ou les éléments de transport à chaud dans l’industrie verrière.

Renforts pour composites

Sous forme de fibre en vrac ou en tissu, l’aramide entre dans la composition de matrices textiles servant à renforcer des composites thermodurcissables. 

Ces structures, souvent associées à des résines époxy ou phénoliques, permettent de concevoir des pièces à la fois rigides, légères et résistantes aux chocs, destinées à l’aéronautique, l’automobile, ou le bâtiment.

Produits confectionnés à base d’aramide

Enfin, l’aramide est largement utilisé dans la confection d’EPI (équipements de protection individuelle) ou de solutions sur mesure : gants anti-coupure, combinaisons ignifugées, housses de protection thermique, garnitures de ventouses, ou encore enveloppes souples pour joints et isolants mobiles. 

Ces produits sont souvent développés en co-traitance avec des industriels pour s’adapter aux exigences normatives les plus strictes.

 

Les différentes industries utilisant l’aramide

L’aramide est une fibre extrêmement polyvalente. Son élasticité et sa résistance à la rupture en font un textile technique facile à confectionner et particulièrement résistant. 

Il est particulièrement adapté dans l’industrie du verre. Les fabricants l’utilisent comme bande transporteuse en mélange avec d’autres fibres, en tresse ou en bandes étroites enroulées sur les rouleaux convoyeurs d’un four de trempe pour la fabrication de verre plat.

Grâce à sa haute protection électrique et thermique, le méta-aramide comme le Nomex est utilisé pour la fabrication d’éléments de protection pour les pompiers, les électriciens et agents des services techniques, dans l’industrie de la manutention et le militaire.

Il est aussi utilisé comme renfort dans la fabrication de composites pour l’automobile, l’aéronautique et l’aérospatial et le bâtiment.

Le para-aramide comme le Kevlar sera plutôt privilégié pour ses propriétés mécaniques dans les uniformes des militaires et des motards, la fabrication de câbles et fibres optiques, dans l’automobile, l’aérospatiale et la fabrication d’EPI anti-coupure pour les professionnels et particuliers.

Zoom sur l’aramide recyclé

Comme beaucoup de textiles techniques utilisés dans l’industrie, la fabrication de l’aramide est énergivore et demande l’utilisation de solvants nocifs.

Heureusement, certaines sociétés, dont Ferlam Technologies, développent des solutions de recyclage et de valorisation de cette fibre. 

Résistante aux hautes températures, la fibre d’aramide recyclée est aussi performante que la fibre brute. 

 

Normes, sécurité & conformité REACH

Les différentes normes

Le déploiement d’aramide dans les applications industrielles s’accompagne de référentiels normatifs et de contraintes réglementaires distinctes de ceux des fibres céramiques ou silice. 

Comprendre ces exigences permet :

• de rassurer les équipes HSE lors des audits,
• d’accélérer la validation matière chez les équipementiers,
• et de garantir la conformité REACH lors d’exportations hors UE.

Voici les différentes normes auxquelles répond la fibre aramide :

• INRS : l’aramide n’est pas classé cancérogène (dossier médico-technique de 2003).
• Directive REACH : pas de substance SVHC (fiche de données de sécurité DuPont).
• ISO 15 025 Méthode A : para-aramide < 2 s d’inflammation, méta-aramide auto-extinguible (Rapport d’essai interne DuPont « Flammability characteristics of para- and meta-aramid fabrics », 2023).

En pratique, ces références rassurent les auditeurs HSE lorsque l’aramide remplace des fibres RCF ou des mélanges contenant formaldéhyde.

Les risques sur la santé de l’aramide

Contrairement aux fibres céramiques réfractaires et à l’amiante, la fibre d’aramide n’est pas respirable et donc pas assimilable par l’organisme. Avec un diamètre nominal de 12 à 15 µm (source INRS), elle ne présente pas de risque d’inhalation particulier. 

Attention aux personnes qui usineraient du para-aramide : celui-ci peut, dans certains cas, dégager des microfibrilles qui sont persistantes dans l’organisme au même titre que l’amiante. Il faudrait inhaler une grande quantité de ces fibrilles pour développer des problèmes pulmonaires importants.

 

FAQ technique sur la fibre aramide

L’aramide fond-il ? Non. Il se décompose au-delà de ~450 °C sans passage par l’état fondu, ce qui évite les gouttelettes enflammées.

Pourquoi le Kevlar® jaunit-il au soleil ? Les UV rompent les liaisons aromatiques ; la fibre passe du jaune vif au brun et perd jusqu’à 30 % de résistance après 1 000 h d’exposition directe.

Peut-on recycler un feutre para-aramide ? Oui, via broyage puis refibrage. Les nouvelles fibres d’aramide recyclées entrent dans des aiguilletés isolants, certifiés conformes ISO 15384.

 

L’aramide est une fibre haute performance très polyvalente. Si certains pensent que son prix est élevé, c’est qu’ils ne prennent pas en compte sa grande résistance et sa haute durabilité. Utilisée seule dans un feutre pour l’isolation, en complément d’autres fibres dans la fabrication de matériaux composites ou en complexe avec d’autres tissus dans les vêtements de protection et en balistique, cette fibre technique haute performance, qui peut être valorisée, a encore de beaux jours devant elle dans les applications industrielles.