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Qu’est-ce que c’est que les textiles intelligents ?
Les textiles intelligents appelés aussi techniques ou fonctionnels sont développés pour réagir à divers stimuli et ils peuvent être classés en trois catégories principales selon leurs fonctionnalités primordiales :
la sensibilité : des textiles dits « passifs »
la réactivité : des textiles dits « actifs »
l’adaptabilité : des textiles « ultra-intelligents »
D’une manière générale, ces textiles interagissent avec la personne ou avec son environnement grâce à l’intégration des composants électroniques miniaturisés comme les LEDs, les puces, les thermistances, ou des composants chimiques comme les microcapsules, les polymères conducteurs, les matériaux conducteurs ou piézoélectriques, matériaux à changement de phase, etc. (1)
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Quelles sont les technologies utilisées pour aboutir à ces textiles innovants ?
Les technologies utilisées dans l’innovation et le développement des textiles intelligents sont innombrables et on peut en distinguer :
La synthèse des nouvelles fibres et leur association avec des fibres traditionnelles
L'incorporation dans les textiles des additifs fonctionnels qui peuvent être également stockés dans des micros capsules.
L'enduction des fibres textiles.
Le traitement chimique de fibres : greffage, traitement enzymatiques, pulvérisation, …
L'association aux tissus de micro-capteurs ou autres objets pour les rendre « connectés et intelligents »
Tous ces développements associent des disciplines scientifiques très vastes et les technologies de nombreux secteurs pour proposer des nouveaux horizons et des nouvelles matières pour des nouvelles applications.(2)
Quelles applications sont envisagées avec cette nouvelle génération des textiles ?
Les textiles intelligents s’invitent pratiquement dans tous les secteurs et ils couvrent déjà une large gamme d’applications. Ils veillent sur notre confort et bien-être, sur notre sécurité et notamment sur notre santé.
Application des textiles intelligents : Confort, Sport et Bien être
Vêtements thermorégulateurs donnant une sensation de fraîcheur
L’introduction dans le textile des micro-capsules des matériaux à changement de phase comme la paraffine par exemple, permet d’aboutir à un textile intelligent thermorégulateur, qui donne la sensation d’une température à peu près constante, agréable et équilibrée entre la sensation de chaud et de froid. En fait, lorsque le corps produit de la chaleur, ce matériau contenu dans ces micro-capsules se liquéfie en absorbant cette chaleur, créant ainsi une sensation de fraîcheur. Et quand la température diminue, ce liquide redevient solide en émettant de la chaleur préalablement stockée. (3)
Tissus isolants thermiquement anti-froid
Dans ce même but d’assurer une certaine régulation thermique, des fibres creuses emprisonnant donc de l’air qui constitue un excellent isolant sont utilisés pour fabriquer des textiles à effet d’isolation thermique particulièrement efficace pour se protéger contre le froid et le vent. (3)
Textile chauffant
En 2017, une société de textile canadienne a réussi à développer un textile non tissé chauffant avec des fibres d’argent. Dans cette même optique, Une autre société Française a mis au point, une semelle chauffante connectée pilotable via son Smartphone.(4)
Figure 1– Bottes à semelles chauffantes.
Figure 2– Semelle chauffante DigitSole
Textiles anti-UV protègent les enfants
Une autre société a inventé des pastilles thermosensibles qui changent de couleur en fonction de la température ou de l’exposition aux UV et la donc placé sur des chapeaux des petits enfants pour surveiller l’exposition aux UV des enfants. (5)
Figure 3 – Chapeau anti-UV
Tissu anti-humide
Des textiles à base de fibres présentant sur leurs surfaces des canaux d’évacuation sont encore développés pour favoriser l’évacuation de l’humidité vers l’extérieur ce qui évite d’avoir un textile humide en contact avec la peau. (3)
Tissus anti-courbature et améliorent la micro-circulation sanguine
Une autre société française a réussi à mettre au point une technologie Gold Reflect’Line qui utilise comme matériau une membrane en polyuréthane dans laquelle est incorporée des oxydes métalliques issus du broyage de roches volcaniques. L’intégration des microparticules de ce matériau à l’intérieur d’un textile permet l’absorption et l’accumulation de la chaleur produite par le corps sous l’effort musculaire pour redonner ensuite cette énergie sous forme des rayons infrarouge. Ces derniers pénètrent dans la couche supérieure de la peau et améliorent la micro-circulation sanguine ce qui soulage les douleurs musculaires.(6)
De même un bas de compression qui imite les contractions musculaires rythmées du mollet a été développé. Il stimule la circulation sanguine en s'étirant et se contractant quand il est stimulé par une impulsion électrique. (7)
Figure 4– Bas de compression intelligent
Pantalons amincissants
Des cosméto-textiles sont dopés par des micro-capsules remplies par des actifs amaigrissants. Ceux-ci sont libérés de façon progressive pour un effet amincissant, drainant, raffermissant… Au choix. (8)
Vêtement auto-bronzant
Des vêtements équipés de micro-capsules gorgées d’huiles naturelles facilitant le bronzage ont été développés. Ces substances sont libérées grâce aux mouvements du porteur et permettent à ce dernier d’avoir une peau teintée bronzée. (9)
Vêtement apaisant
Une autre gamme de vêtements de nuit et taies d’oreiller a également été lancée pour faciliter le sommeil. Ils sont fabriqués à partir des textiles fonctionnalisés moyennant la micro-encapsulation qui diffusent des extraits de plante et des huiles essentielles aux effets relaxants. Le pyjama imprégné de substances actives agit comme un patch géant(9).
Figure 5– Pyjama apaisant
D-Shirt dédié au monitoring des individus
Une autre société a fabriqué un « D-shirt » (un T-Shirt connecté) qui intègre un cardiofréquencemètre, un GPS, un altimètre et une centrale inertielle. Ce qui permet à toute une série d’informations précieuse d’être réunie sur l’habit d’un sportif et accessible simplement via une application sur un Smartphone. (4)
Figure 6–Un T-Shirt connecté
Tissu anti-odeur
Des fibres textiles sont fonctionnalisées pour être anti-odeur produites par une technologie appelée BiotechR. Cette technologie permet de contrôler la prolifération de bactéries dans les fibres, évitant ainsi les mauvaises odeurs de transpiration sans affecter l’équilibre naturel de la flore bactérienne du corps humain. (3)
Tissu antibactérien
RecoveryFilMC, un fil composé d’un mélange de fibre polyester imprégnés d’oxyde de zinc, de fibre de viscose Tencel/Lyocell et de fibre de viscose imprégnées de poudre de nacre de coquillage.
Ce fil est tissé pour fabriquer un textile à la fois anti bactérien, anti-odeur et pour procurer une protection UV.
Tissu anti-tache
Basés sur l’effet lotus dont la rugosité nanométrique et le traitement au fluor rendent l’adhésion, en particulier celle des tâches, quasiment impossible.
Figure 7– Ti-Shirt anti- tache et anti-odeur
Tissu parfumé
Des autres textiles sont fonctionnalisés moyennant l’introduction des micro-capsules de parfum pour avoir un textile à effet parfumé permanent. (3)
Vêtement anti-stress
Une marque française de vêtement de bien-être a développé un spray à base des micro-capsules des huiles essentielles sélectionnées pour leur action antistress. Une fois ce spray pulvérisé sur le textile, les micro-capsules se logent et s’accrochent aux fibres et vont se libérer progressivement au contact de la peau. (10)
Tissu à mémoire de forme
Des vêtements à mémoire de forme en tissés métalliques ou polymères arrivent pour satisfaire toutes les mamans en puissance. À titre d’exemple, un groupe d’ingénieur de l'école de chimie de Rennes ont remporté le prix d’un concours pour avoir réalisé ‘Pretty Belly’ un pantalon jean à mémoire de forme pour femmes enceintes. Grâce à un alliage nickel-titane avec une composition 50/50 et tissé avec de l'élasthanne, le jean s'étire et garde la même forme. (11)
Protection et sécurité avec les textiles intelligents
Des textiles ignifuges et protecteurs
Une équipe de recherche a développé FireFilMC, un fil technique innovant à cœur de verre dont la couche enrobante est adaptée à fin d’apporter aux soudeurs une protection contre les flammes ainsi qu’une résistance accrue à la déchirure tout en leur procurant un confort accru. (12)
Ceinture pour assurer la sécurité des passagers
Une ceinture de sécurité avec informations en temps réel (ITR) a été développée pour améliorer la sécurité en assurant une surveillance modulée des passagers. Chaque siège comprenant un non-tissé sensible à la pression ainsi qu’une batterie pour produire le signal. Par la suite, La ceinture, étant activée par un détecteur de présence, permet d’afficher sur l’écran les passagers qui sont attachés. (13)
Figure 8 – Ceinture de sécurité avec informations en temps réel
Des structures textiles pour la protection contre les rayonnements électromagnétiques
Une équipe de recherche de l’EMPA suisse a réussi à produire un mélange de nano-fibres de cellulose et de nano-fils d’argent, et à créer ainsi des structures fines ultralégères qui offrent un excellent blindage contre les rayonnements électromagnétiques. Ce qui peut servir pour la protection contre les antennes, les téléphones portables et le wifi. (14)
Prévention contre les dommages auditifs
Grâce à des nouvelles recherches de l’université de Nottingham Trent, un casque d'armée est développé pour aider le soldat à mieux contrôler le bruit et à prévenir les risques des dommages auditifs. Ce casque est fabriqué à partir d'un tissu tricoté menu des microphones minuscules, presque invisibles à l’œil nu.(15)
Les textiles intelligent pour la santé
Les textiles intelligents qui sont déjà au service de notre santé et nous soignent sont en pleine expansion et voilà une multitude des exemples :
Couverture pour soigner la jaunisse des nouveau-nés
Un groupe néerlandais a eu l’idée d’intégrer des LED bleues à l’intérieur d’une couverture pour traiter la jaunisse des nourrissons (un pigment orangé qui provoque la coloration jaunâtre de la peau et du blanc des yeux). En fait, cette lumière bleue permet de détruire la bilirubine responsable de la couleur jaune de la peau du bébé.(16)
Figure 9– La couverture à LED pour traiter la jaunisse des nouveau-nés
Un T-shirt pour suivi postopératoire
Un autre groupe opérant dans le secteur des textiles intelligents a développé des T-shirts équipés de capteurs permettant d’enregistrer les rythmes cardiaques et respiratoires ainsi que d’un GPS. Ces T-shirts facilitent le suivi des interventions chirurgicales chez le patient en envoyant les informations au médecin par Bluetooth sur sa boite mail ou sur son Smartphone.(17)
Des prothèses et implants textiles
Un leader européen des prothèses et implants chirurgicaux à base de textiles techniques a développé un patch qui devient adhésif une fois introduit dans le corps humain, évitant ainsi les agrafes ou les fils de suture. (18)
Un bonnet pour la détection des risques de crise d'épilepsie
Une start-up a développé un vêtement intelligent pour détecter les risques d’épilepsie (Le terme d’épilepsie vient d’un mot grec qui signifie : « saisir, attaquer par surprise» ce qui décrit bien l’aspect imprévisible des crises). Il s’agit d’un bonnet capable d’enregistrer l’activité cérébrale à domicile pour élargir l’accès au diagnostic et traiter les patients le plus rapidement possible.
Ce vêtement baptisé Neuronaute ressemble à un bonnet de bain équipé de capteurs biométriques. Les données du malade sont transmises par Bluetooth à une tablette, puis envoyées au médecin via une application. (19)
Ceinture pour la détection des mouvements fœtaux
Le laboratoire GEMTEX (Génie des Matériaux Textiles) qui est le laboratoire de recherche de l'École nationale supérieure des arts et industries textiles (ENSAIT), situé à Roubaix, France, a à son tour travaillé sur une ceinture ventrale pour femmes enceintes, qui détecte les mouvements fœtaux. (4)
Textile pour traiter l'adénocarcinome
Les chercheurs de GEMTEX ont également développé des textiles techniques qui traitent l'adénocarcinome qui est un cancer de la peau. .(4)
Cosméto-textile pour traiter le Tennis-elbow
Des industriels ont développé un cosmétotextile dirigé notamment pour les sportifs. Il s’agit des coudières renfermant des microcapsules composées d'un mélange d'actifs à base de plantes et d'ibuprofène à faible dose. Ces coudières peuvent être portées par des joueurs de tennis souffrant d'un tennis-elbow. (20)
(D'après le Bureau de Normalisation des Industries Textiles et de l’Habillement (BNITH), un cosmétotextile est un « article contenant une substance ou une préparation destinée à être libérée durablement sur des parties superficielles de l’épiderme. Et revendiquant une ou plusieurs propriétés particulières ».)
Un bandage qui fournit des médicaments de façon contrôlé
Maintenant plusieurs médicaments peuvent être présents dans un pansement. Les chercheurs de l’Université de Nebraska-Lincoln, de Harvard Médical School et du MIT ont développé un bandage constitué de fibres électriquement conductrices qui sont revêtues d’un hydrogel. Ce dernier peut contenir des médicaments tels que des antibiotiques, des facteurs de croissance ou des analgésiques. Cela signifie que divers médicaments pourraient être présents dans un pansement. (14)
Pansement pour cicatriser
Des scientifiques européens ont travaillés sur des pansements dotés de microprocesseurs qui seraient capables de faire en permanence un pronostic de la plaie et de délivrer des médicaments pour la cicatriser. (21)
Enfin, quelles promesses portent ces innovation intelligentes ?
Ces innombrables applications témoignent l’essor important de ces textiles intelligents qui semblent être capables de faire tous. Cette merveilleuse génération des textiles ne se révèle pas des sciences fiction. Elle est déjà une réalité pour le présent et une belle promesse pour le futur.
Bibliographies
(1)Groupe CTT Groupe
(2)CAPLP2 Concour externe 2003 entretien des articles textiles.
(3) La conférence de Daniela Antunes2016
(4)Les Focus techniques de l’ingénieur février 2018
(5)http://www.mysenses.fr/fr/
(6) http://www.htconcept.com/
(7)www.elastimed.com
(8)http://www.lytess.com/
(9)http://www.lemahieu.com/
(10)Etre optimiste ma vision de bonheur avril 2018
(11)3Bretagne 2017
(12)https://www.filspec.com/firefil
(13)Belt-Tech
(14)Mode in textile by Ifth
(15)Source kinitting industry 26/09/2017
(16)http://www.philips.fr/
(17)Smartex.be
(18)JDN Textiles Techniques pour implants médicaux 18
(19)Le Figaro.fr 2017
(20)Yahoo actualités novembre 2011 ‘Le texticament le vêtement qui soigne’
(21)Gralon, Les textiles intelligents quels seront les tissus de demain ?
