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Posté par Redbran le Lundi 12/03/2018 à 12:00
L'électronique homogène donne un coup de pouce aux textiles intelligents

Nous entendons parler des textiles intelligents depuis un certain temps, et pourtant ils n'ont pas encore fait leur entrée sur les marchés classiques. Le consortium E-TEX s'est construit autour de la conviction que l'accueil en demi-teinte que le public leur a réservé est dû à l'absence de solutions homogènes. Il compte donc résoudre ce problème à l'aide de dispositifs électroniques à base de graphène (Cet article ne doit pas être confondu avec l’article graphème.) et directement intégrés dans les textiles.

"L'électronique intégrée de manière homogène dans les tissus constitue la forme suprême des textiles intelligents". C'est cette conviction qui a conduit Monica Craciun, professeure de nanosciences et de nanotechnologie (Les nanosciences et nanotechnologies (NST) peuvent être définies a minima comme l'ensemble des études et des procédés de fabrication et de manipulation de structures, de dispositifs et de systèmes...) à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) d'Exeter, à lancer le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de contribution, et...) E-TEX (All-organic devices in textiles for wearable electronics) en 2016. Selon elle, le succès commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.) repose sur l'utilisation de textiles doux, sûrs, élégants, confortables et colorés qui incluent discrètement et imperceptiblement une série de fonctionnalités supplémentaires. Une telle offre "intelligente" pourrait facilement trouver une place de choix sur les marchés de l'habillement, des tissus destinés à la décoration d'intérieur, des textiles pour l'industrie automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport...), des dispositifs médicaux et plus encore.

Mais actuellement, la croissance du marché des textiles intelligents est entravée par l'utilisation de dispositifs rigides ou souples mais de qualité médiocre. Comme le précise la professeure Craciun: "Toutes ces technologies reposent sur des composants collés sur les tissus, ce qui freine la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) d'une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) mécaniquement souple et à faible poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de la...) dont nous avons besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les...) pour maintenir les propriétés des textiles auxquels nous sommes habitués et que nous voulons porter."

La solution pourrait venir des avancées révolutionnaires dans le domaine des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) atomiquement fins, et plus particulièrement du graphène. En effet, sa flexibilité, sa haute conductivité électrique (La conductivité électrique est l'aptitude d'un matériau à laisser les charges électriques se déplacer librement, autrement dit à permettre le passage du...), sa transparence (Un matériau ou un objet est qualifié de transparent lorsqu'il se laisse traverser par la lumière. Cette notion dépend de la longueur d'onde de la lumière : ainsi, le verre est transparent dans le visible (on voit...) optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement électromagnétique et de ses relations avec la vision.), sa stabilité thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents phénomènes physiques, en...) et sa facilité de transformation en différentes structures en font un excellent candidat pour les textiles intelligents de nouvelle génération.

"Nous nous sommes lancés dans l'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) du territoire (La notion de territoire a pris une importance croissante en géographie et notamment en géographie humaine et politique, même si ce concept est utilisé par d'autres sciences humaines. Dans le...) inconnu des textiles intelligents tissés et fabriqués à partir de fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de faisceaux.) électroniques activées par graphène", explique la professeure Craciun. "Nous avons décidé de nous concentrer sur deux types de fibres électroniques: les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la déviation d'une aiguille…. On...) tactiles capacitifs et les dispositifs électroluminescents. Grâce à nos solutions, un affichage (L' affichage désigne l'application d'une surface de papier script dans un lieu public(et non du foyer)sur un support destiné à son émission, externe ou interne,...) d'informations peut être utilisé sur les vêtements pour changer leur couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) en cas d'alertes de sécurité ou d'alertes médicales afin de prêter assistance aux enfants ou aux personnes âgées. Des affichages plus complexes associés à des technologies de communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle, groupale...) que l'animal (communication intra- ou inter- espèces) ou...) peuvent donner naissance à des GPS, des téléphones et des contrôleurs textiles qui montrent et contrôlent l'utilisation des implants médicamenteux. Nous pouvons même envisager des applications dans le domaine de la sécurité et de la récupération d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.)".

Pour permettre un contact solide et conforme entre les dispositifs et les textiles, ces premiers doivent se tordre et s'étirer pour supporter les contraintes. Grâce à sa couche carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) atomiquement fine, le graphène correspond au profil, et sa biocompatibilité facilite davantage son application dans les textiles intelligents.

Le graphène fusionne avec les fibres PP

E-TEX est parvenu à mettre au point (Graphie) des fibres électroniques avec des dispositifs fonctionnels à base de graphène et fabriqués directement sur des fibres textiles en polypropylène (PP), bien que leur conception ne soit pas encore terminée. Les fibres PP sont omniprésentes dans l'industrie textile et servent (Servent est la contraction du mot serveur et client.) à des applications allant de la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.), la sécurité et la défense aux vêtements et tissus utilisés au quotidien, grâce à leur légèreté, leur faible conductivité thermique (La conductivité thermique est une grandeur physique caractérisant le comportement des matériaux lors du transfert de chaleur par conduction. Cette constante apparaît par exemple dans la...), leur résistance élevée aux taches ainsi qu'à leur flexibilité mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui produit ou transmet un...) extrême dans des conditions de basses températures et à leur résistance aux bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le peptidoglycane....). Sans oublier leur caractère recyclable et écologique.

Afin de conserver les caractéristiques des fibres PP, l'équipe a élaboré une méthode pour rendre conductrices les fibres PP isolantes, en les couvrant d'une couche de graphène atomiquement fin. L'équipe a également mis en place un processus de fabrication non-invasif pour la création de fonctions électroniques sur les fibres PP qui sont compatibles avec les procédés industriels. "Nous avons obtenu des fibres électroniques en graphène aux propriétés tactiles et électroluminescentes. En créant des matrices tissées à partir de ces fibres, nous avons pu montrer des pixels de différentes tailles qui peuvent être intégrés dans les dispositifs et affichages textiles futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) à des fins de mesures sensibles à la position", s'enthousiasme la professeure Craciun.

Cette avancée a déjà éveillé l'intérêt de l'industrie. CenTexBel, le centre scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) et technique de l'industrie du textile belge, remarque "le potentiel d'une technologie de rupture (Une technologie de rupture est une innovation technologique qui porte sur un produit ou un service et qui finit par remplacer une technologie dominante sur un marché. Cette disparition de la technologie existante se fera bien...) avec une large gamme d'applications innovantes possibles".

D'ici là, l'équipe tentera de faire la démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou précédemment démontrées à partir de propositions initiales, en s'appuyant...) d'autres types de dispositifs électroniques intégrés dans les textiles, en particulier les petits écouteurs et microphones discrets utilisant l'électronique en graphène pour générer des ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible de propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière.) sonores.

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