Des innovations à la jonction entre biologie et technique

La « biologisation » de l’industrie, incluant les produits et méthodes de production modifiés qui s’y rattachent, progresse à vive allure. Le but est de remplacer les matériaux utilisés jusqu’à maintenant par de nouvelles matières ou par des matériaux composites. Mais la raréfaction des ressources joue elle aussi un rôle de plus en plus important. Quiconque réussit aujourd’hui à offrir de nouvelles possibilités et à présenter des innovations comptera parmi les vainqueurs pour les prochaines décennies.

Le sujet de la mobilité électrique et de la construction automobile est généralement un des moteurs de cette évolution. Seuls des éléments de structures très légers, stables et sûrs à la fois permettront à la nouvelle automobile électrique de conquérir le marché à coup sûr. Les constructeurs se trouvent face à une tâche ardue, remplacer les pièces en métal encore très lourdes par des matériaux plastiques et composites qui réduisent le poids et garantissent ainsi une meilleure autonomie.

Un effet secondaire important : l’élaboration de véhicules qui ont une longueur d’avance indéniable avec le bilan CO2 et qui pourront réduire encore conséquemment leur empreinte écologique. Ce qui est valable pour l’industrie automobile l’est encore plus pour l’industrie aéronautique. Elle utilise les tôles organiques pour des pièces plates ou formées sous l’effet de la chaleur. Ces matériaux sont des matériaux composites en fibres synthétiques : des fibres carbones, des fibres de verre et d’aramides sont assemblées pour obtenir des matières thermoplastiques.

L’Université Technique de Dresde a développé des matières alternatives issues de matrices biopolymères intégrées dans la structure de fibres naturelles. Les matériaux qui en résultent sont entièrement basés sur des matières premières qui se reforment. Sur certains points, ils présentent de meilleures propriétés que les matériaux employés jusqu’à maintenant : non seulement, ils sont moins lourds, ne fissurent pas et ne présentent pas de ligne de cassure franche, mais ils amortissent également les vibrations, exerçant ainsi une fonction insonorisante, et présentent, en somme, un bilan énergétique bien meilleur.

Ces matériaux composites ou leurs équivalents ont une longueur d’avance sur de nombreux points en matière de développement durable. Grâce au tri sélectif et une excellente réintégration dans le cycle des matériaux, ils gagnent haut la main à côté des produits conventionnels. Un recyclage en fin de cycle de production n’était pas réellement envisageable avec les produits existants jusqu’à maintenant.

Les algues s’avèrent être une ressource intéressante dans ce contexte. Leur culture est très simple, leur croissance rapide et leur grande capacité de fixation de CO2 font de cette source naturelle de matières premières un des supports de matière composite les plus fascinants. Actuellement, ces alginates sont avant tout utilisés à des fins médicales. Leur principal désavantage réside dans les importantes variations de la composition des algues – une production d’alginates à haute pureté, d’une qualité définie surtout, serait un pas décisif. Si cela était possible, il serait alors possible de fabriquer des pansements à échelle industrielle dans lesquels ces fibres seraient traitées sur des machines textiles. Depuis 2013 déjà, différentes coopérations de recherche tentent de parvenir à cette optimisation par l’intermédiaire des biotechnologies.

Un matériau composite performant : le béton textile avec de nouvelles propriétés

Absorption supplémentaire de forces de traction et de flexion grâce aux textiles et aux méthodes composites

Le béton textile sous toutes ses formes permet de réaliser des éléments préfabriqués dans une nouvelle dimension, en particulier de fines couches de béton dans la rénovation ainsi que des solutions modernes lors de la conception de constructions. Il modifie ainsi les potentiels et les options de conception du matériau traditionnel. En comparaison avec les armements classiques de béton, l’armement textile a le grand avantage de ne pas rouiller. Le souhait de parvenir à construire des édifices toujours plus portants tout en réduisant de plus en plus les charges pour le matériel a finalement conduit au développement de matériaux composites qui réunissent les avantages de différents matériaux.

Avec les techniques actuelles d’armement en acier, le béton doit avoir une épaisseur minimale de 30 cm et n’est pas capable d’absorber les forces de traction. Les constructions modernes et l’utilisation du béton requièrent d’autres éléments d’armement. Le béton textile – également appelé armement carbone – est un matériau composite extrêmement performant composé d’une matrice minérale et de l’armement textile qui s’y encastre.

La condition préalable à l’efficacité du matériau est un bon assemblage de l’armement textile et de la matrice en béton. Pour le béton textile, on utilise donc des bétons fins avec du sable d’une épaisseur de 5 mm. L’alliance de ces deux composants détermine les principales propriétés constructives et architectoniques du nouveau matériau.

D’ici 2030, 20 pour cent des bétons armés devrait pouvoir être remplacé par des bétons textiles dans le cas de nouvelles constructions. Les éléments de constructions en béton textile sont légers et peuvent contribuer de manière importante à une construction durable, ils réduisent la consommation d’énergie et les émissions de carbone et épargnent les ressources naturelles. Pour l’instant cependant, il est uniquement autorisé pour renforcer le béton armé traditionnel et améliorer son pouvoir porteur.

Ils sont actuellement utilisés pour remettre des bâtis en état et les renforcer ou dans la construction de pièces préfabriquées, avec de nouvelles possibilités de conception concernant la finesse jamais obtenue jusque là et la liberté dans les formes pour des armements très proches de la surface. Aujourd’hui, le béton textile a déjà été employé pour la réalisation de quelques constructions – le matériau a fait entre autres ses preuves pour la construction de la passerelle pour les piétons à l’occasion de l’Exposition régionale d’Horticulture (Landesgartenschau) à Oschatz.

En juin 2014, après de nombreux tests laboratoire de l’Institut allemand de la technique de construction (Deutsche Institut für Bautechnik) à Berlin, le béton textile « Tudalit » obtient le premier agrément pour des renforcements, surtout utilisés pour renforcer la force de flexion des éléments de construction en béton armé – principalement lors d’une charge fixe. Ce procédé est particulièrement utile lors de la rénovation et la réaffectation de bâtiments, il permet d’obtenir un haut degré de renforcement avec une épaisseur de 10 à 20 mm seulement et une grande malléabilité.

Des textiles intelligents pour un monitoring parfait

Les textiles ont des propriétés spécifiques permettant des interactions homme-machine variées.

Les propriétés supplémentaires des textiles à plusieurs couches et d’autres propriétés nouvelles, presque inconnues jusqu’alors, auront un grand avenir. Aujourd’hui déjà, le marché européen atteint à lui seul environ 600 millions d’euros de chiffre d’affaires (2013), et les prévisions pour 2020 s’élèvent à 3,5 milliards d’euros pour le marché international. Les domaines de la médecine, du sport, des vêtements de protection et de l’industrie automobile jouent un rôle moteur dans cette évolution.

Les fabricants automobile misent sur les textiles intelligents pour le design intérieur par exemple, éclairage compris, mais aussi pour l’alimentation de petites unités. Mais l’utilisation de fibres composites pour le monitoring des passagers est elle aussi une possibilité envisageable dans l’avenir.

Les textiles techniques et le coating (revêtement) joueront principalement un rôle dans le domaine médical et dans le domaine des soins qui connaissent un boom en ce moment. En plus du contrôle des fonctions vitales, ces nouveaux matériaux pourront également accompagner les processus de cicatrisation ou les déroulements de mouvements. Des capteurs biochimiques reliés mesurent par exemple les liquides organiques et peuvent alors donner des renseignements à distance sur les besoins des patients. Les produits médico-techniques ont ainsi des fonctions encore jamais exploitées et mènent vers des concepts de traitement totalement nouveaux.

Un autre domaine important, pour les textiles capables de surveiller les fonctions vitales, est également la protection des forces d’interventions, des pompiers par exemple, en cas de catastrophe, mais aussi au quotidien lors d’incendies ou d’accidents. Cela permettrait non seulement de surveiller la personne en danger, mais aussi son environnement – prévenant les secours à temps en cas de situations dangereuses, voire critiques.

Le sport, en particulier le sport de haut niveau, est lui aussi un domaine offrant des possibilités considérables pour les textiles intelligents. Comme dans la médecine, il s’agit là en priorité de la surveillance des données corporelles, de l’amélioration obtenue de cette manière et de l’optimisation des mouvements. Des interfaces homme-machine sont créées qui étaient inimaginables jusqu’alors.

Weserland GmbH et Perlen Converting AG ont signé un accord de collaboration pour l'utilisation de PERLAZID®

Un nouvel additif antiseptique pour les textiles techniques, les tapis et les applications de latex

perlazid logoÀ partir du mois de juin 2015, la gamme de produits Weserland s'enrichit de toute une série de possibilités, de textiles techniques les plus divers, de tapis et d'articles en latex à revêtir d'une surface antiseptique durable. Perlen accordée à Weserland le privilège pour la production, la transformation et la distribution de produits antiseptiques. Perlen Converting AG fournit une solution adaptée sous la marque PERLAZID®.

Comment fonctionne PERLAZID® ? L'argent est connu depuis longtemps pour son action antiseptique. Lorsqu'il est combiné à un support biocompatible (phosphate tricalcique ou TCP), ce système peut agir comme un cheval de troie. Le TCP pourvu d'argent est absorbé par les cellules reproductrices (littéralement « dévoré ») puis les cellules sont ensuite détruites de l'intérieur. La surface ainsi revêtue est donc protégée.

Cette opération a la particularité de déjà incorporer cet antiseptique à une matrice liante pour le fixer durablement à la surface du textile technique.

Avec le produit innovant de Perlen Converting AG, les bactéries (E.Coli, S.Aureus, P.Aeruginosa) et les champignons (C.Albicans, A.Brasiliensis) sont quasiment éliminés à 100 % sous 24 heures - une efficacité contre les virus n'a pas encore été prouvée.

Comment utilise-t-on PERLAZID® ? Selon l'exigence du client, une matrice liante aqueuse adéquate peut être sélectionnée. La base chimique (acrylate, latex, polyuréthane etc.) est, dans un premier temps, non restreinte relativement au polymère, au type et à la haptique ou surface. L'application sur le textile technique s'effectue par imprégnation ou - de préférence - par enduction (application de mousse, couche d'enrobage, plaquage, pulvérisation etc.) avec un séchage consécutif, idéalement dans un tunnel de séchage. Bien entendu, il existe d'autres produits à base d'argent sur le marché.

PERLAZID® présente toutefois de nets avantages :

  • Le TCP comme support du principe actif est un produit naturel, également présent pour presque 75 %, dans les os humains. Ainsi, la concentration d'utilisation peut être réduite à 10 % environ de la quantité d'argent habituellement mise en oeuvre.
  • Le principe actif ne migre pas, ce qui signifie que l'organisme humain ou animal n'absorbe pas le principe actif.
  • Du fait du mode d'action décrit ci-dessus, l'efficacité est significativement supérieure aux applications d'argent pur.

D’autres propriétés sont :

  • Résistance aux variations de pH entre 1,5 et 9,0
  • Résistance à la chaleur jusqu'à + 680 °C
  • Quantité à utiliser env. 1 - 2 g sec/m²
  • Efficacité durable (pour le nontissé jusqu'à cinq années)
  • Biocompatibilité selon ISO 10993 et chapitres 4, 5, 10 et 11
  • Le principe actif est pratiquement insoluble ; si toutefois de l'argent devait, malgré tout, se disperser alors une réaction immédiate avec les composés soufrés contenus dans l'air et dans l'eau se déclenche, pour former du sulfure d'argent insoluble et inoffensif.
  • Pas d'irritations cutanées Brak podrażnień skóry
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