Pour garder le corps au chaud et au sec pendant les sports d’hiver, il faut des vêtements efficaces. Les exigences sur ces textiles sont élevées, car une personne transpire uniquement sur partie supérieure du corps jusqu’ à un litre par heure lorsqu’elle skie. Une nouvelle technologie, développée en collaboration avec l’Empa, aide les athlètes à évacuer l’humidité vers l’extérieur. C’est possible grâce à l’aide des couches d’or ultra minces électrifiées dans le tissu.
L’homme est un animal homéotherme. S’il fait trop chaud pour lui, il règle la température corporelle. Ceci est rendu possible par une « climatisation » évolutive dans notre peau: les glandes sudoripares. Cependant, l’évolution ne connaissant pas encore les sports d’hiver, notre bilan thermique ne peut pas le supporter si nous voulons nous protéger du froid sibérien en skiant tout en transpirant sans être gênés. Une technologie développée à l’Empa de St-Gall en collaboration avec l’entreprise Osmotex, basée à Thalwil, et d’autres partenaires industriels, a pour but de garder les athlètes au chaud et au sec – grâce aux textiles électrifiés.
Un élément important de la technologie « HYDRO_BOT » est un principe qui permet aux plantes, par exemple, de puiser de l’eau par leurs racines: l’osmose. Avec le nouveau type de sportswear, ce principe est encore accéléré par l’application d’une tension d’environ 1,5 volts. Pour assurer un transport actif du liquide de l’intérieur du vêtement vers l’extérieur par électroosmose, on utilise une membrane en matière plastique d’une épaisseur de seulement 20 micromètres, revêtue des deux côtés de métal précieux. Ceci est obtenu en utilisant moins de 0,2 gramme d’or par veste de ski, ce qui a un impact sur le prix de la membrane. Cependant, l’or s’est avéré beaucoup plus durable que les électrodes argentées.
Fonctionnement de la veste
Lorsqu’une tension électrique est appliquée à la membrane, les ions de sel – et avec eux le liquide qui les entoure – migrent à travers de minuscules pores dans la membrane vers l’extérieur, d’où ils sont attirés électriquement. Pour ce faire, la membrane est équipée d’une pile bouton conventionnelle qui peut être activée en fonction du temps et de l’activité corporelle. Même sans courant, le liquide traverse la membrane. » Cependant, dès qu’une tension électrique est appliquée, l’effet de pompage augmente considérablement », explique Dirk Hegemann, chercheur à l’Empa dans le Advanced fibers laboratory. La membrane peut pomper environ 10 litres de liquide par mètre carré et par heure par électro-osmose.
Pour le produit fini, la membrane électro-osmotique a été intégrée en différentes couches fonctionnelles d’ une veste de ski. « Grâce à nos nouveaux modèles physiques et numériques, nous avons pu optimiser la structure textile de la technologie HYDRO_BOT », explique Simon Annaheim du Biomimetic membranes and textiles laboratory. Des expériments réalisées dans la chambre climatique de l’Empa ont montré que ce principe de fonctionnement répond non seulement aux exigences physiques mais aussi aux besoins physiologiques du corps humain.
Ici, la poupée transpirante anatomique SAM simule le comportement du corps humain pendant l’exercice. SAM se déplace, chauffe et éjecte des quantités précises de liquide à travers 125 buses. « SAM et les données qu’elle nous a fournies nous ont permis d’analyser objectivement le confort de port et la fonctionnalité des vêtements HYDRO_BOT », explique Annaheim.
Le partenaire industriel Osmotex s’attend à ce que les vestes dotées de la technologie HYDRO_BOT soient lancées sur le marché au cours de la saison 2018/19. Outre l’Empa, le fabricant suisse de vêtements de sport KJUS et l’entreprise textile suisse Schoeller participent au développement de cette technologie. Cependant, un prototype d’une veste électro-osmotique peut déjà être admiré au salon international du sport ISPO à Munich du 28 au 31 janvier 2018, où Osmotex le présentera pour la première fois au public.
https://www.empa.ch/web/s604/osmotex-hydrobot
