Les technologies clés

* Matériaux

Nouvelles fibres textiles

Fiche Technologie-clé n : 90

VERSION 3

Comprendre la technologie

[100tc]Définition

Les fibres textiles sont d'origine végétale, animale, minérale ou chimique (artificielle ou synthétique). Les fibres ou fils synthétiques sont réalisés à partir de polymères obtenus par synthèse de composés chimiques. Les fibres artificielles sont fabriquées, entre autres, à partir de cellulose régénérée.

Les nouvelles fibres textiles sont soit des fibres classiques optimisées, ou aux propriétés inusitées récemment mises en valeur, soit issues de matières nouvellement présentées sous forme de fibres, soit enfin issues du filage de nouveaux polymères (ex. aramide).

Les textiles techniques sont définis comme des matériaux et produits textiles fabriqués en premier lieu pour leurs performances techniques et leurs propriétés fonctionnelles plutôt que pour leurs caractéristiques esthétiques ou décoratives. Seule une faible proportion de textiles techniques (environ 2 à 3 % en volume) utilisent des fibres dites hautes performances telles que les fibres de carbone, les fibres aramides (Kevlar, Twaron, Nomex, Kermel) et le polyéthylène à haut poids moléculaire (Dyneema, Spectra). La grande majorité de ces textiles est réalisée dans des polymères et des matériaux classiques comme le polyester, le polypropylène, le polyamide (nylon), la viscose, le coton, le jute et même le verre. Les propriétés et la structure des fibres, fils et tissus fabriqués dans ces matériaux sont souvent considérablement modifiées par rapport aux usages courants de l'habillement et l'ameublement, bien que les fibres d'usage courant présentent aujourd'hui de plus en plus de fonctionnalités techniques.

[100tc]Techniques mises en oeuvre

Les propriétés recherchées dans les fibres sont conférées par de nouveaux traitements ou procédés mécaniques, chimiques, physico-chimiques ou biotechnologiques. Elles peuvent être révélées aussi bien au stade de la production (culture, élevage, filage) que de la transformation (filature, moulinage, texturation, tissage, guipage, maille, non-tissé, ennoblissement, assemblage, composite). Dans le cas des fibres chimiques, c'est au stade du filage que l'on peut jouer entre autres sur la régularité de la forme interne et externe des filaments continus ou discontinus, ainsi que sur la section de ces filaments (pleine ou creuse avec une forme spécifique). La qualité et la performance des textiles dépendent également des performances innovantes des équipements proposés par les constructeurs.

Objectifs de la technologie

[100tc]Contexte concurrentiel et économique

L'industrie textile traditionnelle des pays occidentaux connaît des difficultés sur les produits basiques ou banalisés pour lesquels la part de la main-d'oeuvre est importante dans le coût de fabrication. A ce niveau, la concurrence de zones telles que les pays d'Asie du Sud-Est, le Maghreb ou les pays d'Europe Centrale se fait de plus en plus vive. De plus, les grands producteurs mondiaux de fibres chimiques continuent à investir hors d'Europe et à rationaliser leurs activités sur le continent.

Il y a donc nécessité, pour maintenir l'industrie textile européenne, d'innover et de proposer des produits à forte valeur ajoutée permettant de reconquérir des parts de marché aussi bien en habillement plus haut de gamme qu'en ameublement, ou d'être partenaire sur des marchés de textiles à usage technique, dont certains sont promis à de fortes croissances.

[100tc]Fonctions remplies :

Les fibres et les techniques de mise en oeuvre permettent d'obtenir une grande variété de produits semi-finis ou finis ayant des fonctionnalités spécifiques de mise en oeuvre, d'usage, d'entretien, d'élimination ou de recyclage. Ces propriétés sont "programmées" dans le procédé de production ou de transformation.

Les fibres textiles s'appliquent non seulement dans les domaines traditionnels de l'habillement et de l'ameublement, mais aussi à des applications techniques et de pointe allant jusqu'au renfort de composites hautes performances. Les fonctionnalités recherchées pour les usages techniques sont notamment : résistance en traction, élasticité, uniformité, résistance chimique, résistance à haute température (>1000 C), bonne tenue à l'humidité et aux agents chimiques, inflammabilité réduite voire nulle, résistance à l'abrasion et à la pliure, bonne aptitude à la mise en forme, etc.

Les fonctionnalités recherchées pour l'habillement et l'ameublement sont du type : toucher agréable (doux, soyeux, sec...), aspect spécial (soyeux, ancien, brillant..), élasticité, souplesse, confort, légèreté, drapé et tombant, solidité des coloris, matité, finesse, entretien facile, infroissabilité, odeur agréable, pouvoir couvrant, anti-transpiration, résistance à la lacération, résistance au feu, résistance à la température pendant la mise en oeuvre, isolation thermique, etc. Plus récentes sont des fonctionnalités telles que : antiseptique permanent, hydrofugation ou oléofugation, propriétés organoleptiques, régulation thermique ou biodégradabilité.

Environnement technologique

[100tc]Evolutions technologiques :

Les secteurs technologiques qui peuvent influer sur les innovations dans les fibres sont :

- le génie génétique en ce qui concerne les fibres végétales et animales, et d'une manière générale les biotechnologies (ex. utilisation de nouvelles enzymes, marquage par anticorps monoclonaux, échantillonnage d'ADN)

- la chimie, soit par transformation des matières premières naturelles en un état intermédiaire pour donner des fibres régénérées, soit par la mise au point de nouvelles molécules ou amélioration des propriétés des molécules existantes par les procédés de transformation.

Le marquage pour la lutte contre la contrefaçon, en particulier, suscite de nombreuses recherches. Des chercheurs aux Etats-Unis cherchent, par exemple, à transférer la technologie de micro-dispersion des polymères, développée pour marquer les missiles nucléaires dans le cadre du désarmement, à des applications anti-contrefaçon dans les fibres, les textiles et les vêtements. Ailleurs, l'établissement du profil ADN et d'autres techniques micro-biologiques sont développées pour identifier sans ambiguïté l'origine des fibres naturelles.

D'autre part, les méthodes de mesure et de caractérisation des propriétés physiques des tissus (raideur, souplesse...) sont de plus en plus reconnues comme des moyens d'adapter scientifiquement la conception du tissu (fibres, revêtement, fils et structure du tissu) aux besoins du consommateur final en matière de confort, de performance et d'esthétique tactile et visuelle.

Enfin, toutes les technologies nouvelles permettant de réduire les coûts et les délais (automatisation, logistique, "juste-à-temps", qualité, mesure...) jouent un rôle prépondérant dans l'amélioration de la compétitivité des industries textiles.

[100tc]Programmes de recherche :

Afin d'assurer de la valeur ajoutée aux fibres, il est nécessaire de modifier en amont et en aval les polymères et les fibres, cela permet de répondre à la diversité des besoins potentiels de l'ensemble des utilisateurs finaux. La démarche japonaise "Shin-Gosen" a pour but d'adapter la production de la fibre aux besoins qualitatifs du client.

Les programmes de recherche se concentrent actuellement sur les points suivants :

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