Au sommet de l'Illberg, une construction moderne et blanche interpelle dans ce paysage alsacien. Elle abrite quelques trésors. Bobines géantes de fil de laine, de coton, de lin, de chanvre, de polyester, rouges, bleues, jaunes, patchwork à l'apparence soyeuse ou brute parsèment l'endroit. Un peu plus loin, des machines à tisser, des machines à filer ou à traiter les fibres complètent le tableau. Bienvenue au Laboratoire de physique et mécanique textiles (LPMT)¹ qui partage son territoire et son savoir-faire avec l'École nationale supérieure des industries textiles. Ici, dans ce décor d'atelier de fabrication et de confection, ingénieurs en mécanique spécialisés dans les étoffes, chimistes et techniciens passionnés s'affairent. Tous travaillent sur des fibres naturelles – constituées de macromolécules comme le coton – et des fibres synthétiques telles que le polyester ou le polyamide. Leur mission : bien connaître ces fibres, unités de matière définies par leurs propriétés physiques spécifiques, leur finesse, un ratio finesse/longueur qui doit être inférieur à 10^–6, leur capacité d'allongement et de résistance à la traction.
Les yeux des scientifiques se plissent donc sur des microscopes optiques, électroniques
à balayage, à transmission et sur des écrans d'ordinateurs. Là, ils analysent les fibres avant de les modéliser. Elles subiront ensuite différents traitements physico-chimiques et pour certaines, seront assemblées en tissus, en tricots, en produits non tissés. Des mélanges qui pourront procurer un toucher, un drapé, une couleur, un confort particuliers. D'autres se transformeront en revêtement routier, en ceintures de sécurité, en airbags, ou encore en prothèses chirurgicales…

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© J. Chatin/CNRS Photothèque

Ces mannequins sont dédiés aux élèves-ingénieurs en textile, qui doivent s'adonner aussi à la confection pour mieux comprendre la matière.

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© J. Chatin/CNRS Photothèque

Gros plan sur la compression des fibres : une fibre est compressée afin de mesurer ses propriétés physiques et mécaniques.

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© J. Chatin/CNRS Photothèque

Les fibres sont ici tissées pour un textile à usage technique tel qu'une ceinture de sécurité pour l'automobile.

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Pour l'heure, les trois équipes du laboratoire ne chôment pas. La première se consacre à la mécanique et à la physique. Son but : créer des fibres de coton d'une extrême finesse et d'une grande résistance² pour répondre à la demande de l'un de ses partenaires américains. Pour cela, les scientifiques cherchent à comprendre comment les séquences génétiques de ces fibres naturelles exercent une influence sur leurs propriétés mécaniques. Toujours sur le coton, l'équipe essaie de cerner les mécanismes d'adhésion de certains sucres complexes qui engluent les plantes à la récolte et empêchent l'obtention de coton de qualité³.

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© J. Chatin/CNRS Photothèque

Une fibre polyester extraite d'une étoffe usagée est à l'étude.

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© J. Chatin/CNRS Photothèque

Les chercheurs étudient la distribution en longueur des fibres de cachemire. Et ils détermineront quelles sont les chèvres qui fournissent la meilleure qualité.

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Les scientifiques mulhousiens passent aussi au crible 50 kg de cachemire, luxueuse matière, avec le Deutsche Wolleforschungs Institut d'Aix-la-Chapelle et en collaboration avec l'Université d'Oulan-Bator, capitale de la Mongolie⁴. Ensemble ils déterminent quelles sont les chèvres – âge et zone d'élevage – qui fournissent la meilleure qualité tactile et mécanique. D'autres travaux de l'équipe concernant les synthétiques font appel à la thermographie⁵. « En utilisant ce procédé, nous en déduisons des modèles d'étirement et de résistance des fibres », ajoute Jean-Yves Dréan. Mais pour obtenir le toucher particulier demandé par un service de création, il faut en savoir plus sur les sensations éprouvées par les clients potentiels. Au LPMT⁶, on a alors mis sur pied des enquêtes où l'on interroge un panel de consommateurs sur le plaisir ou le déplaisir ressenti au contact des textiles. En parallèle, des études de caractérisation permettent de jauger le confort (analyse spectrale de frottement/rugosité) des tissus et de modifier les paramètres de fabrication⁷.

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© J. Chatin/CNRS Photothèque

Cette prothèse artérielle en polyester d'une dizaine d'années a fait son temps chez le patient. Elle a ensuite été détricotée (à gauche) afin d'étudier pourquoi les fibres qui la constituaient n'ont pas résisté à l'usure du temps.

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© J. Chatin/CNRS Photothèque

Ces tissés et tricots en carbone, verre, aramide et nylon ont un usage technique.

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La deuxième équipe, quant à elle, sert l'écologie. « En effet, précise Jean Yves Dréan, comme les Alsaciens sont des gros producteurs d'eau, nous cherchons à partir de bouteilles vides composées de polyester, comment celles-ci, une fois refondues, pourraient être recyclées sous forme de fibres et d'étoffes. C'est la deuxième équipe, spécialisée en chimie et interfaces physico-chimiques qui s'en charge. » Elle s'applique aussi à décrypter le secret des teintures et leurs « amours » possibles avec certaines fibres ou microfibres.

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© J. Chatin/CNRS Photothèque

Les chercheurs du LPMT mettent au point une valve cardiaque en polyester souple, qui devrait éviter toute complication chez le patient. Cette valve est testée sur une pompe qui reproduit le cœur en action.

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© J. Chatin/CNRS Photothèque

Valve cardiaque en polyester souple.

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Quant à la troisième équipe, ses travaux se situent loin du monde de la mode et des étoffes traditionnelles. Actuellement, elle élabore avec le CHU de Strasbourg, une valve cardiaque en textile polyester – pour sa biocompatibilité –, qui devra résister au temps et éviter tout reflux sanguin susceptible d'entraîner des complications. Un prototype qu'elle a mis au point reproduit la mécanique d'un cœur et permet de voir comment la valve réagit aux pressions. Plus largement, le but du groupe biomécanique est de prolonger la vie des prothèses⁸ qui, aujourd'hui, ne durent que dix à douze ans.  Il ne manque plus au laboratoire que la fibre commerciale. Mais il laisse à ses partenaires industriels le soin de valoriser ses recherches. Une chance pour l'industrie mulhousienne, jadis incontournable pour ses textiles.

Stéphanie Bia