La fibre de basalte inaugure une nouvelle ère de communication à haute fréquence

Avec la densification des stations de base 5G, la multiplication des antennes de téléphonie mobile et l'expansion des réseaux de fibre optique, les exigences en matière de matériaux pour les équipements de communication évoluent d'un niveau simplement « adéquat » à un niveau « extrême » : faibles pertes diélectriques, blindage électromagnétique élevé et légèreté. Constructionet la résistance au vieillissement.
Grâce à des propriétés telles qu'une faible constante diélectrique, une isolation naturelle et une forte résistance aux intempéries, Basalte La fibre optique s'impose dans des composants essentiels tels que les antennes de stations de base, les éléments de renforcement des câbles optiques et les radômes. Plutôt que de remplacer les matériaux existants, elle offre un équilibre optimal entre performance et rentabilité pour les applications haute fréquence et haut débit.

Antennes de station de base et composants RF

Les radômes d'antenne et leurs supports de fixation nécessitent des matériaux à faible constante diélectrique et à faible tangente de perte afin de minimiser l'atténuation du signal. Alors que la fibre de verre traditionnelle présente une constante diélectrique d'environ 4,8, la fibre de basalte à composition optimisée permet de la réduire à 4,0–4,2, avec une réduction d'environ 20 % de la tangente de perte. En 2025, Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. a déposé un brevet pour un « radôme composite renforcé de fibres de basalte à faible constante diélectrique ». Grâce à l'utilisation de motifs de stratification de fibres spécifiques et de charges de microsphères creuses, la constante diélectrique a été abaissée à 3,8 tandis que la résistance aux chocs surpasse celle de la fibre de verre traditionnelle ; ce matériau a déjà fait l'objet d'essais pilotes dans le cadre de déploiements de stations de base en petits lots.
Les réflecteurs d'antenne exigent une rigidité et une stabilité dimensionnelle élevées. Un réflecteur composite en fibre de basalte et polyuréthane, développé grâce à un partenariat entre une entreprise de Huaying (Sichuan) et Huawei, présente un coefficient de dilatation linéaire trois fois inférieur à celui d'un alliage d'aluminium. Il résiste à la déformation malgré les variations de température extérieure et permet une réduction de poids de 40 %.

Éléments de résistance des câbles à fibres optiques

L'élément de renforcement d'un câble optique doit résister aux forces de traction lors de l'installation et du fonctionnement. Les matériaux traditionnels comprennent le fil d'acier, lourd et sujet à la corrosion, et l'aramide, coûteux. plastique renforcé de fibres de basalte Les éléments de renforcement en PRFV (polymère renforcé de fibres de basalte) se sont imposés comme une alternative idéale. En 2025, FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. a obtenu un brevet (CN1195123A) pour une âme de renforcement en basalte pour câble à fibres optiques et son procédé de fabrication. Grâce à un procédé de pultrusion, cette âme atteint une résistance à la traction de 1 200 MPa et une densité quatre fois inférieure à celle du fil d'acier. De plus, son coefficient de dilatation thermique est identique à celui de la gaine du câble optique, ce qui évite les pertes par micro-courbure dues aux variations de température. Ce produit a été utilisé dans le cadre d'un projet de câble optique transocéanique, où le remplacement du fil d'acier a permis de réduire le poids total du câble de 35 % et d'améliorer l'efficacité de l'installation de 20 %.
Yangtze Optical Fibre and Cable (YOFC) poursuit également le développement de câbles optiques renforcés par des fibres de basalte. Des données expérimentales publiées début 2026 indiquent que les câbles optiques aériens utilisant des âmes renforcées en BFRP ont présenté une atténuation supplémentaire inférieure à 0,05 dB/km lors de tests de cyclage thermique entre -40 °C et 70 °C, surpassant ainsi les solutions à base d'aramide.

Emballage électronique et cavités de filtration

Les filtres et cavités 5G nécessitent des matériaux à haute conductivité électrique et à faible atténuation du signal. Si les métaux sont traditionnellement utilisés, leur mise en œuvre impose une grande précision, engendre des coûts élevés et engendre un poids important. Les composites de fibres de basalte métallisées offrent une alternative intéressante aux cavités métalliques. En 2025, la société Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. a déposé un brevet pour un « matériau composite de blindage électromagnétique à base de fibres de basalte et son application dans les filtres ». Le procédé consiste à former une couche conductrice à la surface d'un tissu de fibres de basalte par cuivrage chimique, puis à la mouler par compression pour former la cavité du filtre. Les tests montrent que le facteur de qualité (Q) de la cavité dans la bande de fréquence de 2,6 GHz est comparable à celui des cavités en aluminium, tout en réduisant le poids de 50 % et les coûts d'environ 30 %.
De plus, les structures de support d'antenne internes nécessitent une rigidité diélectrique élevée. Des brevets existent pour des composites associant des fibres de basalte et du polytétrafluoroéthylène (PTFE) afin de créer des entretoises à faibles pertes diélectriques utilisées pour l'isolation et le support entre les cartes d'antenne.

Intégration des capacités d'absorption et de transmission des ondes

Les équipements de communication modernes nécessitent des composants capables à la fois de transmettre les ondes (comme les radômes) pour permettre le passage du signal et d'absorber les ondes pour supprimer les signaux indésirables ou les interférences (comme à l'intérieur des cavités). Grâce à une modification de surface, les fibres de basalte peuvent être conçues pour remplir simultanément ces deux fonctions. Des recherches publiées en 2025 par l'Institut de technologie avancée de Shenzhen (SIAT), relevant de l'Académie chinoise des sciences, ont démontré la croissance de nano-réseaux de nickel-cobalt à la surface de fibres de basalte. Cette modification confère aux fibres une performance d'absorption des micro-ondes moyenne de 15 dB dans la gamme de fréquences 8-18 GHz, tout en préservant leur résistance mécanique et leurs propriétés diélectriques faibles. Ces fibres fonctionnalisées peuvent être transformées en patchs absorbant les micro-ondes pour être appliquées sur les parois internes des cavités des stations de base, supprimant ainsi efficacement les interférences harmoniques.
Concernant les structures intégrées transparentes et absorbant les ondes, une conception brevetée utilise une configuration multicouche à gradient : une couche externe en fibre de basalte/résine non modifiée (transparente aux ondes) et une couche interne en fibre/résine modifiée absorbant les ondes, formées par moulage par compression intégrale. Cette structure protège simultanément l’antenne de la dégradation environnementale et absorbe les débris résiduels à l’intérieur de la cavité.

Cas d'application pratique
1. Radômes pour stations de base 5G de ZTE : Début 2026, ZTE a annoncé l’utilisation expérimentale de radômes en composite de fibres de basalte dans le cadre du déploiement d’un réseau 5G. Les résultats des tests ont indiqué que, par rapport aux radômes classiques en fibre de verre (FRP), la portée du signal augmentait d’environ 8 %. De plus, le matériau ne présentait aucun farinage de surface ni aucune dégradation de ses propriétés diélectriques après six mois d’exposition en extérieur.
2. Câble à fibre optique en basalte de Hengtong Optic-Electric : Fin 2025, Hengtong Optic-Electric a lancé un câble optique ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) doté d'une âme renforcée en fibre de basalte, conçu pour les lignes électriques aériennes. Comparé aux câbles conventionnels renforcés en aramide, ce produit offre une réduction des coûts d'environ 15 % et une augmentation de 10 % de la résistance à la traction ; il a déjà remporté des appels d'offres pour des projets de communication de réseaux électriques dans plusieurs provinces.
3. Cavités filtrantes DaFu Technology : En 2025, DaFu Technology a produit un petit lot de cavités filtrantes en composite de fibres de basalte destinées aux stations de base 5G d'un fabricant d'équipements spécifique. Les retours clients ont fait état d'une réduction de 1,2 kg du poids total de l'unité et d'une dissipation thermique supérieure aux attentes (obtenue grâce à l'amélioration de la conductivité thermique des fibres par l'ajout de charges).
Trois obstacles à une adoption généralisée
1. Stabilité des propriétés diélectriques. Les variations d'un lot à l'autre des matières premières basaltiques entraînent des fluctuations de la constante diélectrique des fibres (environ ±0,2). Pour les composants RF aux spécifications rigoureuses, cela nécessite un contrôle supplémentaire des matières premières et une inspection en ligne, ce qui augmente les coûts. 2. Coûts du procédé de métallisation de surface. Le cuivrage ou le nickelage chimique des surfaces des fibres — utilisé pour les cavités de blindage électromagnétique — engendre des coûts de traitement élevés, et l'adhérence à long terme entre le revêtement et la résine nécessite une validation plus poussée.
3. Longs cycles de certification industrielle. Les équipements de télécommunications doivent réussir les tests d'accès au réseau effectués par les opérateurs ; toute modification des matériaux nécessite une nouvelle certification. Ce processus peut prendre de 6 à 12 mois, ce qui freine l'adoption rapide des nouvelles technologies.

Dans le secteur des équipements de télécommunications, la fibre de basalte passe de la périphérie au cœur du réseau. Des radômes aux éléments de renforcement des câbles optiques, en passant par les cavités de filtrage et les patchs absorbant les ondes, elle s'est imposée comme une composante essentielle des infrastructures de communication à haute fréquence grâce à ses propriétés diélectriques faibles, sa légèreté et sa résistance aux intempéries.
Trois obstacles majeurs subsistent : la stabilité diélectrique, les coûts de métallisation et les cycles de certification. Cependant, avec le déploiement massif de la 5G et le lancement des recherches préliminaires sur la 6G, le besoin de nouveaux matériaux dans le secteur des télécommunications est plus pressant que jamais. La fibre de basalte pourrait devenir un matériau de choix pour une transmission du signal plus rapide et plus stable.
Perspectives d'avenir
Premièrement, la normalisation de la fibre de basalte à faible constante diélectrique. Avec l'évolution des technologies 5G et 6G, la demande de fibres présentant une constante diélectrique inférieure à 4,0 et une tangente de perte inférieure à 0,005 augmente ; la résolution des problèmes de constance entre les lots permettra une application à grande échelle.
Deuxièmement, le remplacement des éléments de renforcement existants pour les câbles optiques. La demande annuelle de mon pays en câbles optiques se chiffre en centaines de millions de kilomètres de fibres ; les éléments de renforcement en BFRP (polymère renforcé de fibres de basalte) offrent des avantages indéniables en termes de coût, de poids et de résistance à la corrosion, ce qui représente un immense potentiel de substitution sur le marché.
Troisièmement, des composants structurels intégrés de transmission et d'absorption des vagues. L'intégration du radôme et de la couche interne d'absorption des vagues dans une seule pièce moulée permet de réduire les étapes d'assemblage et les coûts, ce qui la rend idéale pour la production en série.