Textiles intelligents


Camille Duprat

Les textiles se retrouvent dans un grand nombre de secteurs d’activité (médecine, transports, habillement, sport, construction), où ils sont privilégiés pour leurs qualités de filtration, d’isolation, de rétention d’eau ou de couleur. Il existe aujourd’hui un essor de la recherche de nouvelles fonctionnalités afin de développer des produits textiles à forte valeur ajoutée. Le textile devient “intelligent”, par exemple en s’adaptant passivement en réponse à différentes conditions environnementales (humidité, température...).

Dans ce cadre, nous étudions le mouillage et le séchage de milieux fibrés, en particulier dans le cas où les fibres sont élastiques et peuvent se déformer sous l’effet des forces capillaires. Cet effet élasto-capillaire est particulièrement important lors du séchage, où de nombreuses interfaces liquide/air apparaissent dans le textile. Notamment, les forces capillaires dues à la présence de ces ménisques peuvent localement coller deux fibres adjacentes, ce qui conduit à un rétrécissement global du textile. Le liquide peut adopter plusieurs morphologies en fonction du volume de la goutte, de la tension de surface du fluide, et des propriétés mécaniques des fibres: le liquide peut s’étaler sous la forme de longues colonnes liquides lorsque les déformations des fibres sont importantes et/ou pour de faibles volumes de liquide, ou rester sous forme de goutte compacte lorsque les déformations sont faibles et/ou pour des volumes plus importants.

Dans ce cadre, nous étudions le mouillage et le séchage de milieux fibrés, en particulier dans le cas où les fibres sont élastiques et peuvent se déformer sous l’effet des forces capillaires. Cet effet élasto-capillaire est particulièrement important lors du séchage, où de nombreuses interfaces liquide/air apparaissent dans le textile. Notamment, les forces capillaires dues à la présence de ces ménisques peuvent localement coller deux fibres adjacentes, ce qui conduit à un rétrécissement global du textile. Le liquide peut adopter plusieurs morphologies en fonction du volume de la goutte, de la tension de surface du fluide, et des propriétés mécaniques des fibres: le liquide peut s’étaler sous la forme de longues colonnes liquides lorsque les déformations des fibres sont importantes et/ou pour de faibles volumes de liquide, ou rester sous forme de goutte compacte lorsque les déformations sont faibles et/ou pour des volumes plus importants.

Mouillage de deux fibres élastiques: transition entre une goutte compacte et une colonne liquide allongée en fonction de la distance entre les fibres et de la tension

References

C. Duprat and S. Protière, Capillary stretching of fibers, EPL 111 (2015)
C. Duprat, A. D. Bick, P. B. Warren and H. A. Stone, Evaporation of Drops on Two Parallel Fibers: Influence of the Liquid Morphology and Fiber Elasticity, Langmuir 29 (2013)

Financement

ANR Déformations de milieux fibreux hygroscopiques (DeFHy)