Des fibres intelligentes qui gardent au chaud

Les vêtements de protection habituels comportent généralement trois couches principales.
Photo: Skistar Trysil / CC Les vêtements de protection habituels comportent généralement trois couches principales.

Travailler dans le grand froid nécessite des vêtements chauds et confortables, deux qualités qui ne vont pas nécessairement de pair. Dans le cadre du congrès de l’Association francophone pour le savoir — Acfas —, Justine Decaens a montré que l’utilisation de nouveaux textiles intelligents pourrait permettre la confection de vêtements alliant ces deux propriétés.

 

Étudiante à la maîtrise à l’École de technologie supérieure (ETS) de Montréal en collaboration avec le Groupe CTT (Centre de transfert technologique, spécialisé dans la recherche, le développement et les essais de laboratoire sur les textiles techniques avancés), Justine Decaen a d’abord déterminé les caractéristiques que devraient posséder les vêtements destinés à être portés par des personnes travaillant dans l’Arctique. Ces vêtements doivent isoler la personne contre des températures moyennes de – 30 °C et des pointes de – 60 °C, a-t-elle précisé. Ils doivent être imperméables à l’eau (pluie et neige) et à l’air, car des vents violents soufflent en montagne. Ils doivent permettre l’évacuation de l’humidité, notamment celle générée par la transpiration lors de l’activité physique qui, si elle n’est pas évacuée, pourra se condenser, geler et refroidir la personne. D’autre part, les vêtements ne doivent pas entraver la liberté de mouvement.

 

Les vêtements de protection contre le froid comportent généralement trois couches principales : la doublure intérieure, sur laquelle est collé l’isolant, et la couche imperméable, a rappelé Mme Decaen. « L’isolant classique est constitué de fibres de 10-4 cm qui peuvent être creuses. Ces fibres sont entremêlées et créent ainsi de petites proches d’air. Avec des microfibres de 10-6 cm, les poches d’air sont plus petites, et plus nombreuses du coup. Or, plus il y a d’air dans un vêtement, plus sa capacité d’isolation sera bonne », a-t-elle précisé.

 

Les textiles chauffants permettent de réduire encore plus la quantité d’isolant requise, a souligné la chercheuse. Les matériaux à changement de phase, par exemple, sont faits d’une pâte dont on enduit le textile et que l’on cuit. « Les matériaux à changement de phase sont initialement solides. Quand la température corporelle de l’utilisateur augmente en raison de son activité physique, ils absorbent cette chaleur, qui les fait passer à la phase liquide. Et quand la température baisse et que l’utilisateur commence à sentir le froid, le matériau redevient solide et relargue la chaleur qu’il avait absorbée. »

 

Les matériaux électro-conducteurs fonctionnent quant à eux sur le principe de l’effet Joule. Des éléments conducteurs ayant été intégrés au textile lors du tissage, du tricot ou par broderie, sont alimentés en électricité, et se mettent alors à chauffer grâce à ce principe de l’effet Joule, a expliqué la scientifique. Une petite pile permet d’alimenter ces éléments conducteurs en électricité.

 

La couche extérieure du vêtement qui doit à la fois être imperméable et pouvoir évacuer la transpiration pourrait être constituée d’une membrane microporeuse, dont « les pores sont trop petits pour laisser entrer les gouttes de pluie, mais suffisamment grands pour laisser passer les molécules de vapeur d’eau,a proposé Mme Decaen. Or, la transpiration, à cause de la chaleur dégagée par le corps, est rarement sous forme liquide, mais le plus souvent sous forme de vapeur d’eau. »

 

Des membranes hydrophiles pourraient aussi remplir ces deux fonctions même si elles n’ont pas de pores. Ces membranes absorberont la vapeur d’eau et la feront migrer jusqu’à l’extérieur.

 

Des vêtements équipés de tels matériaux permettraient vraisemblablement de résister au froid arctique, et par ricochet aux rigueurs de l’hiver québécois, a confirmé la jeune chercheuse.

 

Un soutien-gorge qui détecte le cancer du sein chez la femme. Une camisole munie de capteurs qui mesurent les signes vitaux du nouveau-né et les envoient en temps réel sur le téléphone intelligent des parents. Une ceinture de slip qui enregistre la tension artérielle et le rythme cardiaque. Une veste qui détecte les signes avant-coureurs d’infarctus. Ces vêtements high-tech sont déjà offerts sur le marché.

 

« Ces vêtements peuvent servir au diagnostic et au suivi en continu des patients, qui s’évitent ainsi des visites à l’hôpital », a expliqué Jacques Grysole, d’Expansion Strategies inc., une société qui conseille les entreprises, notamment celles qui produisent et vendent des vêtements ayant des applications médicales et sportives. Les vêtements intelligents sont de plus en plus prisés par les sportifs, a souligné le conférencier. La compagnie Hexoskin de Montréal offre pour sa part un t-shirt qui mesure l’activité cardiaque et respiratoire, de même que l’intensité de l’activité physique pratiquée par l’athlète qui le porte. Le marché des vêtements intelligents à vocation médicale et sportive est en pleine croissance, a affirmé M. Grysole tout en précisant qu’il augmente de 24 % par année.

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La fibre au service du corps malade

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« Ces vêtements peuvent servir au diagnostic et au suivi en continu des patients, qui s’évitent ainsi des visites à l’hôpital », a expliqué Jacques Grysole, d’Expansion Strategies inc., une société qui conseille les entreprises, notamment celles qui produisent et vendent des vêtements ayant des applications médicales et sportives. Les vêtements intelligents sont de plus en plus prisés par les sportifs, a souligné le conférencier. La compagnie Hexoskin de Montréal offre pour sa part un t-shirt qui mesure l’activité cardiaque et respiratoire, de même que l’intensité de l’activité physique pratiquée par l’athlète qui le porte. Le marché des vêtements intelligents à vocation médicale et sportive est en pleine croissance, a affirmé M. Grysole tout en précisant qu’il augmente de 24 % par année.