Un nouveau matériau imprimé en 3D pour des vêtements de protection plus souples et performants
Dans de nombreux métiers, porter des vêtements de protection est essentiel pour garantir la sécurité des employés. Cependant, ces équipements sont souvent rigides et peuvent limiter les mouvements. Pour résoudre ce problème, un ingénieur textile de l’Université Heriot-Watt a mis au point un matériau qui rend les protections plus souples et confortables. Contrairement aux vêtements classiques, généralement composés de mousse épaisse pour amortir les chocs, ce nouveau tissu permet de mieux bouger tout en assurant une bonne protection.
Pour surmonter les contraintes liées à la rigidité des vêtements de protection classiques, le Dr Saadullah Channa, chercheur à l’École de Textiles et de Design de Galashiels, en Écosse, a innové en utilisant la technologie d’impression 3D. Il a conçu un nouveau matériau flexible fabriqué à partir d’une seule résine souple, organisée selon une structure en nid d’abeille inversé, offrant ainsi une alternative légère et plus adaptable à la mousse traditionnelle. Explorons plus en détail cette avancée.
Un matériau souple, fin et protecteur grâce à l’impression 3D
Au lieu d’avoir des cellules en forme d’hexagones comme dans un nid d’abeilles classique, cette structure possède des parois qui se replient vers l’intérieur. Cette forme particulière lui donne un comportement spécial : quand on l’étire, elle s’élargit au lieu de rétrécir, et quand elle reçoit un coup, elle se resserre au lieu de s’ouvrir. Cela rend le matériau à la fois plus souple et plus résistant. Les premiers essais de ce matériau imprimé en 3D, appelé structure auxétique, sont très encourageants. Une fine couche de 5 millimètres protège des chocs trois fois mieux qu’une mousse normale de la même épaisseur. De plus, elle se plie facilement dans toutes les directions, ce qui améliore le confort et la liberté de mouvement tout en assurant une bonne protection.
En effet, le polyuréthane est souvent l’ingrédient principal des mousses protectrices. Il forme de petites poches d’air qui durcissent pour créer une barrière solide contre les chocs. Toutefois, ces mousses sont généralement épaisses et doivent parfois être renforcées avec des matériaux plus rigides pour durer plus longtemps. Dans le cadre de sa thèse, le Dr Channa a travaillé à trouver un matériau plus fin que la mousse traditionnelle, tout en offrant une meilleure protection contre les chocs. Il explique : « Je voulais un matériau qui réduise l’épaisseur de la mousse tout en renforçant la résistance aux impacts. Mes recherches montrent que les structures en nid d’abeille inversé, fabriquées en 3D, ont un fort potentiel pour les équipements de protection, en aidant à protéger les genoux, hanches, coudes et épaules. Ce design offre à la fois confort, liberté de mouvement et excellente absorption des chocs. »