Dans des domaines tels que la fabrication de puces et la métrologie de précision, les propriétés des matériaux déterminent directement la précision des équipements. Le granit, grâce à ses cinq caractéristiques fondamentales, se distingue de matériaux comme les métaux, les plastiques techniques et la céramique, et s'est imposé comme le partenaire de choix des équipements haut de gamme.
1. Stabilité thermique : « Insensible » aux fluctuations de température
Pour chaque variation de température de 1 °C, l'acier inoxydable se dilate de 17 µm/m, l'alliage d'aluminium de 23 µm/m, tandis que le granit ne se dilate que de 4 à 8 µm/m. Dans les usines de semi-conducteurs, les températures élevées générées par le fonctionnement des machines de photolithographie ou les variations de température entre le démarrage et l'arrêt des climatiseurs ont un impact quasi négligeable sur les dimensions du granit. En revanche, la déformation des métaux et des plastiques due à la dilatation et à la contraction thermiques peut facilement entraîner un défaut d'alignement des composants de précision.
2. Résistance aux vibrations : Le « dévoreur » d’énergie vibratoire
Le granit possède une densité élevée (2,6 à 3,1 g/cm³), une dureté de 6 à 7 sur l'échelle de Mohs et un coefficient d'amortissement 5 à 10 fois supérieur à celui de l'acier inoxydable. Dans les instruments de mesure de précision, il atténue 90 % de l'énergie vibratoire en 0,5 seconde, contre 3 à 5 secondes pour les matériaux métalliques. Les vibrations générées par le fonctionnement des machines et les déplacements du personnel dans l'atelier peinent à perturber la stabilité des équipements supportés par le granit.
3. Stabilité chimique : La « résistance » en milieux acides et alcalins
Lorsqu'on trempe du granit dans une solution d'acide fort (pH 2) ou de base forte (pH 12) pendant 1 000 heures, la corrosion superficielle est inférieure à 0,01 µm. L'acier inoxydable est sensible à la corrosion par les acides et les bases, l'alliage d'aluminium craint les substances alcalines et les plastiques techniques gonflent au contact de solvants organiques. La structure dense du granit (porosité < 0,1 %) empêche également la contamination particulaire, ce qui en fait le matériau de prédilection pour les salles blanches de l'industrie des semi-conducteurs.
4. Traitement et coût : L’équilibre idéal entre précision et rapport coût-performance
Le granit peut être rectifié avec une planéité ≤ 0,5 µm/m et une rugosité de surface Ra ≤ 0,05 µm, mais ce procédé est relativement long. L'acier inoxydable est facile à usiner mais sujet à la déformation, tandis que la céramique offre une grande précision mais est coûteuse. Dans les applications exigeant une précision nanométrique, le rapport coût-efficacité global du granit surpasse largement celui des autres matériaux.
5. Pureté électromagnétique : le « nettoyeur » des appareils électroniques
Matériau non métallique, le granit est amagnétique et non conducteur, et n'interfère donc pas avec les capteurs et les composants électroniques. La conductivité électrique et le magnétisme des métaux, l'électricité statique des plastiques techniques et les pertes diélectriques des céramiques constituent autant de points faibles pour les équipements de précision tels que les machines de photolithographie et les appareils de résonance magnétique nucléaire. Le granit, quant à lui, est parfaitement adapté aux environnements sensibles aux interférences électromagnétiques.
De la résistance aux hautes températures à la résistance aux vibrations, de la prévention de la corrosion à l'absence d'interférences électromagnétiques, le granit a prouvé, grâce à ses propriétés exceptionnelles, que dans le domaine de la fabrication de précision, il est le « roi » irremplaçable.
Date de publication : 20 mai 2025