Ce tissu révolutionnaire vous refroidit et fabrique de l’électricité quand vous bougez

Ce vêtement du futur pourrait nous rafraîchir tout en produisant sa propre électricité

Et si nos vêtements ne servaient plus seulement à nous couvrir ? Imaginez un tee-shirt capable de vous protéger de la chaleur, de détecter vos mouvements et même de produire une petite quantité d’électricité simplement lorsque vous marchez.

Cela ressemble encore à de la science-fiction, mais des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign viennent de mettre au point un matériau textile expérimental qui réunit justement ces différentes fonctions.

Et surtout, contrairement à de nombreux vêtements « intelligents » déjà développés en laboratoire, celui-ci ne repose pas sur un empilement complexe de couches électroniques.

Tout vient essentiellement du matériau lui-même.

Un tissu qui renvoie presque toute la lumière du Soleil

Le premier talent de ce textile concerne la chaleur.

Les chercheurs ont conçu un matériau nanocomposite contenant de l’oxyde de zirconium, ou zircone (ZrO₂). Cette matière possède des propriétés optiques particulièrement intéressantes : elle diffuse très efficacement la lumière solaire.

Résultat : le textile expérimental peut réfléchir environ 96 % du rayonnement solaire qui l’atteint.

Au lieu d’absorber une grande partie de l’énergie du Soleil comme le ferait un tissu sombre classique, le matériau la renvoie donc vers l’environnement.

Mais les chercheurs sont allés plus loin.

Le textile présente également une très forte émissivité dans l’infrarouge moyen. Autrement dit, il peut faciliter l’évacuation vers l’extérieur d’une partie de la chaleur produite naturellement par notre corps.

Lors des essais réalisés en plein Soleil, sa température a été mesurée environ 3 à 6 °C en dessous de celle de l’air ambiant dans certaines conditions expérimentales.

Une différence suffisamment importante pour imaginer, à terme, des vêtements capables d’améliorer le confort lors des fortes chaleurs sans utiliser de ventilateur ni de système de climatisation embarqué.

Nos mouvements deviennent une source d’électricité

Mais c’est peut-être la deuxième propriété du matériau qui est la plus étonnante.

Lorsque nous bougeons, notre peau et nos vêtements frottent continuellement les uns contre les autres.

Ces contacts peuvent produire de minuscules charges électriques par un phénomène bien connu : l’effet triboélectrique.

C’est le même principe que la petite décharge électrostatique que l’on ressent parfois après avoir marché sur une moquette avant de toucher une poignée métallique.

Les chercheurs utilisent ici ce phénomène volontairement.

Lorsque le textile se déforme ou entre en contact avec le corps, il génère de très faibles impulsions électriques. La puissance reste minuscule — elle ne permettra évidemment pas de recharger un smartphone — mais elle peut être suffisante pour alimenter ou commander de petits dispositifs électroniques.

Les chercheurs annoncent notamment une puissance maximale de l’ordre de 47 milliwatts par mètre carré, avec un fonctionnement resté stable au-delà de 30 000 cycles mécaniques lors des essais.

Le vêtement devient aussi un capteur

Cette électricité fournit également une autre information précieuse : elle permet de savoir si la personne bouge.

Plus les mouvements sont importants, plus le signal électrique peut évoluer.

Un vêtement pourrait donc devenir lui-même une sorte de capteur, sans nécessiter systématiquement l’ajout d’accéléromètres ou de dispositifs électroniques complexes.

Les applications potentielles sont nombreuses : vêtements de sport, suivi des mouvements, vêtements médicaux, surveillance de personnes âgées ou encore systèmes de sécurité.

On pourrait par exemple imaginer un pyjama capable de détecter certains mouvements inhabituels pendant la nuit et de déclencher automatiquement une alerte.

Un textile qui pourrait même contrôler notre température

Pour démontrer les possibilités du système, l’équipe américaine a associé le matériau à une couche textile conductrice équipée d’un dispositif chauffant.

Le tissu principal assurait le refroidissement passif lorsque la personne restait immobile. Lorsqu’un mouvement était détecté grâce au signal triboélectrique, celui-ci pouvait servir de commande pour activer un système électronique externe.

Précision importante : le tissu en zircone ne produit pas lui-même la chaleur nécessaire au chauffage. Lors de l’expérience, celle-ci provenait d’une couche conductrice alimentée séparément comprenant notamment des éléments chauffants et un système de contrôle électronique.

L’expérience servait surtout à démontrer qu’un simple mouvement pouvait devenir une commande permettant au vêtement d’interagir avec d’autres équipements.

Des vêtements imprimés comme des objets en 3D

Autre particularité : ce matériau peut être fabriqué par une technique appelée Direct Ink Writing, une méthode d’impression additive proche dans son principe de l’impression 3D.

Une « encre » spéciale contenant le matériau est déposée progressivement afin de créer une structure souple et poreuse.

Cette méthode pourrait permettre de fabriquer différentes formes, d’adapter le textile à certaines zones du corps ou d’intégrer directement certaines fonctions dans les vêtements.

Nous sommes toutefois encore loin de trouver ce genre de tee-shirt dans les magasins.

Il faudra notamment déterminer comment ce matériau se comporte après une utilisation prolongée, les lavages répétés, la transpiration, les frottements et les contraintes mécaniques de la vie quotidienne.

Le vêtement pourrait devenir une véritable interface

Cette recherche illustre surtout une évolution intéressante.

Depuis des milliers d’années, nos vêtements remplissent essentiellement trois fonctions : nous protéger, nous tenir chaud ou nous rafraîchir et afficher une identité ou un style.

Mais le textile du futur pourrait devenir beaucoup plus actif.

Il pourrait mesurer nos mouvements, surveiller certains paramètres physiques, communiquer avec d’autres appareils et récupérer une petite partie de l’énergie que nous produisons simplement en marchant.

Dans ce scénario, le vêtement ne serait plus seulement un tissu posé sur notre corps.

Il deviendrait presque une interface entre notre organisme et notre environnement.

Et si les technologies de refroidissement passif progressent suffisamment, elles pourraient également contribuer à réduire une partie de notre dépendance à la climatisation individuelle dans les régions les plus chaudes.

Une petite révolution pourrait donc être en train de se tisser… littéralement.

Adaptation Terra Projects

Sources : étude publiée dans Advanced Science, Université de l’Illinois Urbana-Champaign et New Atlas.