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Les textiles dopent leurs performances

La rédaction
Les textiles dopent leurs performances

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Les textiles techniques sont devenus indispensables pour de nombreux secteurs. Tirés, entre autres, par le développement des composites et la quête de matériaux à la fois souples et résistants, ils se dotent de fonctionnalités inédites grâce aux nouveaux procédés de confection et d’apprêtage des fibres.

Innovantes par nature, les entreprises des textiles à usages techniques (TUT) s’appuient sur des savoir-faire pointus et sur l’ensemble des nouvelles technologies, telles que l’électronique et le numérique, afin de développer les textiles de demain. Intelligents, interactifs ou connectés, ces textiles contribuent à l’émergence de solutions performantes pour répondre aux contraintes du futur. Un objectif qui pousse la filière textile à diversifier ses procédés et ses marchés. Agriculture, construction, génie civil, médical, emballages ou encore équipements pour le sport et les loisirs sont quelques applications dans lesquelles les textiles apportent une valeur ajoutée.

Le marché mondial des textiles techniques représentait 147?milliards de dollars en 2014. Celui des fils (couture, suture, corde) s’élevait à 10,2?milliards de dollars (8,6?milliards d’euros), avec un volume moyen de 1,4?million de tonnes. Celui des étoffes (textiles enduits, pneumatiques, filtres) atteignait 109?milliards de dollars (92,2?milliards d’euros), avec 18,1?millions de tonnes. Enfin, celui des non-tissés (produits d’hygiène, lingettes, filtration) générait 27,8?milliards de dollars (23,5?milliards d’euros), avec 8,9?millions de tonnes.

1. Source
Fibres ou fils à usages techniques

Les fibres sont multiples. Elles se partagent en deux grandes catégories : celles d’origine naturelle et celles d’origine chimique. Apparues au siècle dernier, ces dernières ont permis d’atteindre de nouvelles performances et d’accélérer le développement des textiles à usages techniques. On peut les classer en différentes familles. Les fibres d’origine naturelle (animale ou végétale) présentent diverses caractéristiques techniques leur permettant de s’adapter à certains cahiers des charges destinés à des usages spécifiques. Il peut s’agir de performances mécaniques, de propriétés thermiques (isolation thermique…) et/ou hydriques (taux de reprise légal, phénomène d’absorption/rétention d’eau…). Les fibres d’origine chimique (« man made fibers ») peuvent être synthétiques (issues de la pétrochimie, polypropylène, polyamide, polyester) ou artificielles (type viscose, dont le constituant initial est d’origine naturelle…). À partir de matières premières polymériques, ces fibres sont mises en forme, par extrusion, en multifilaments continus, qui peuvent être utilisés directement ou retransformés en fibres par craquage.

Pour des usages spécifiques, en particulier pour les textiles à usages techniques, il est également possible d’utiliser les fibres à hautes performances, parmi lesquelles on trouve les fibres de verre, les fibres de carbone (performance mécanique), les fibres de basalte, les polyaramides (performances thermiques), ou encore les fibres fonctionnalisées. Il peut s’agir principalement de fibres d’origine chimique, fonctionnalisées en mélange maître (charges) lors de l’étape d’extrusion et avant le filage, afin de leur conférer des performances améliorées.

Les variations des formes de fibres apportent des propriétés supplémentaires aux textiles techniques. Bien souvent inspirées de la nature (approche biomimétique), les fibres multilobées permettent ainsi de mieux gérer les transferts hydriques, mais aussi de mieux isoler thermiquement, avec notamment des fibres creuses (« hollow fibers »).

De même, à l’interface de certains domaines comme l’électronique, leur miniaturisation a permis d’intégrer au sein des procédés de filage des filaments capteurs, chargés de particules par exemple conductrices, capables de détecter les paramètres de leur environnement (température, hygrométrie, déformation…).

2. Architecture
La mise en forme des fibres

Il existe différentes méthodes pour produire des architectures textiles techniques. Les performances associées aux structures, outre les propriétés intrinsèques de la matière première, dépendent de l’orientation des fils ou des fibres constitutives. La filature permet de gagner en cohésion mécanique unidirectionnelle en tordant et en étirant dans une direction privilégiée les fibres, alors transformées en fils. Ceux-ci peuvent être disposés dans un plan bidirectionnel (2D) ou dans un volume tridimensionnel (3D). Les procédés de mise en forme des structures textiles reposent sur quatre technologies : le tissage, le tricotage, le tressage et les techniques de fabrication des non-tissés.

Le tissage est un entrecroisement de fils de chaîne et de fils de trame. L’armure du tissu dépend du mode d’entrecroisement. Le motif peut être répétitif (armure toile, sergé ou satin) ou aléatoire sur la laize (largeur) du tissu, comme dans le jacquard. Parmi les applications de textiles techniques, il y a le tissage grande largeur, le tissage étroit et le tissage spécifique. Le premier concerne principalement les fils synthétiques et est destiné à des post-traitements tels que l’enduction. Les applications cibles intéressent le domaine des transports (bâches de protection…), les architectures textiles… Le tissage étroit s’adresse au domaine de la sangle, avec des applications pour le monde industriel, comme des bandes transporteuses, la protection, la sécurité ou encore les matériaux composites. Enfin, le tissage spécifique permet d’utiliser l’ensemble des qualités intrinsèques de cet entrecroisement à des fins spécifiques. Les applications de filtration dans le domaine agroalimentaire ou les techniques séparatives par un tissage étroit font partie des utilisations possibles. Parmi les autres innovations figurent notamment les concepts rip-stop, l’insertion de fils métalliques pour l’antivandalisme, comme par exemple des bâches pour le domaine des transports, ou l’utilisation de fils constitués de particules ou d’un revêtement métalliques pour la conception de barrières électromagnétiques.

Seconde technique très utilisée, le tricotage se définit comme un entremêlement de fils. Il existe deux types de procédé : le tricotage trame (maille cueillie), qui consiste en un fil entremêlé horizontalement selon la trame, et le tricotage chaîne (ou maille jetée), qui est produit par[…]

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