Quand la physique éclaire le rôle de l'humidité dans le repassage

Les fers à repasser augmentent l'humidité d'un tissu par injection de vapeur d'eau. Quel est le rôle de cette vapeur sur le tissu ? Jusqu'à présent, on ne lui attribuait que le seul effet d'assouplir les fibres. Des chercheurs du Laboratoire de physique de la matière condensée et nanostructures de Lyon (CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1) ont montré que la vapeur d'eau a un autre rôle essentiel sur les contacts entre les fibres, et ceci indépendamment du fait que la matière dont elles sont constituées absorbe ou non l'humidité. Ces travaux viennent d'être publiés en ligne dans la revue Soft Matter.

Quelle est le rôle de la vapeur d'eau sur un matériau tel qu'un tissu (ensemble de fibres micrométriques entremêlées) ? Pour l'étudier, les chercheurs ont, en passant une feuille ou un tissu dans une fente de largeur contrôlée, fabriqué des "plis" reproductibles dans le matériau. Ils ont mis en évidence les paramètres qui permettent de prédire l'angle du pli formé. En particulier, la largeur de la fente, l'épaisseur de la feuille et la contrainte plastique (c'est-à-dire la force maximale avec laquelle on peut déformer le matériau sans l'abîmer) jouent un rôle dans la formation du pli. Plus cette contrainte est grande, moins le pli sera important.

Une fois le pli formé, les chercheurs ont montré que ce pli s'ouvrait au cours du temps que ce soit dans un matériau solide ou dans du textile. L'ouverture du pli est très lente (1), en accord avec des lois de vieillissement des matériaux. Ce vieillissement se caractérise par une augmentation très progressive au cours du temps de la contrainte plastique.

De plus, en effectuant des expériences dans une boite à humidité contrôlée, les scientifiques ont mis en évidence une forte augmentation de la vitesse d'ouverture du pli quand l'atmosphère est plus humide. Mais cet effet est uniquement présent pour le matériau tissé: un pli dans une fibre isolée du même tissu a une vitesse d'ouverture indépendante de l'humidité.

Ces travaux soulignent le rôle des ponts capillaires entre les fibres (2) dans ce processus. De plus, les résultats obtenus, en particulier le lien entre la vitesse d'ouverture du pli et l'humidité, sont quantitativement très proches des effets de l'humidité dans le "vieillissement" des tas de sable (3) dans le temps. Cela laisse supposer que le mécanisme sous-jacent est similaire. Selon le mécanisme proposé, la vitesse d'ouverture du pli est gouvernée par la vitesse à laquelle les ponts capillaires se réorganisent. L'humidité joue donc un rôle essentiel sur les contacts entre fibres, accélérant ainsi le repassage.

Notes:

(1) Elle suit une loi logarithmique.
(2) Petits ponts de liquide entre les fibres.
(3) Dans lesquels les grains sont collés via des ponts capillaires.


Référence:

The anatomy of a crease, from folding to ironing. Adrien Benusiglio, Vincent Mansard, Anne-Laure Biance and Lydéric Bocquet. Soft Matter. En ligne le 10 février 2012 (version papier à paraître).