Les aérogels sont considérés comme étant les meilleurs isolants thermiques au monde. Ce matériau synthétique très léger, utilisé entre autres dans l’isolation des bâtiments, peut désormais être utilisé dans la fabrication de vêtements pour grand froid, grâce à une équipe de chercheurs chinois qui s’est inspirée de la fourrure des ours polaires pour développer une nouvelle fibre textile.
Une fibre qui imite la fourrure de l’ours polaire, aussi chaude qu’une doudoune et cinq fois moins épaisse, tel est le matériau récemment mis au point par une équipe de chercheurs chinois. Leur étude, publiée le 21 décembre dernier dans la revue Science, dévoile une fibre fabriquée à partir d’aérogel, un matériau synthétique très léger et qui permet de conserver la chaleur.
Les aérogels constituent les meilleurs matériaux d’isolation thermique au monde. Pourtant, ils s’adaptent mal à la fabrication de vêtements. Extrêmement cassants et fragiles, ils sont impossibles à tisser. Autre problème, ils perdent leurs propriétés isolantes en cas de lavage ou dans un environnement humide.
Pour parer aux limites de l’aérogel et permettre son utilisation dans la fabrication de vêtements, les chercheurs se sont inspirés de la fourrure de l’ours polaire.
Pour résister aux températures glaciales de l’Arctique, l’ours polaire est équipé d’une fourrure qui est constituée de deux couches. La première couche est faite de longs poils raides et creux et la seconde couche, proche de la peau, est un duvet dense.
Pour l’équipe de recherche, c’est la première couche qui a été la source d’inspiration pour mettre au point un fil textile d’aérogel. « Les poils d’ours polaire ont un noyau poreux et une structure dense pour éviter la perte de chaleur. Ces caractéristiques structurelles dissocient la fonction d’isolation thermique et la résistance mécanique des poils, ce qui a inspiré notre conception et la préparation des fibres synthétiques. », expliquent les chercheurs dans leur article.
Les chercheurs ont alors encapsulé des fibres d’aérogel dans une gaine synthétique faite de polyuréthane thermoplastique, connu pour sa résistance et son élasticité, permettant ainsi d’obtenir une fibre textile souple sans sacrifier les propriétés d’isolation thermique. Les scientifiques ont ensuite tricoté un pull en se servant de ces fibres d’aérogel encapsulé (FAE) nouvellement créées.
Afin de vérifier le pouvoir isolant de leur création, ils ont ensuite effectué des tests comparatifs sur un volontaire vêtu de différents vêtements (pull en aérogel, doudoune, pull de coton et pull de laine) et enfermé dans une chambre froide à –20°C. Les scientifiques ont mesuré la température de surface de chacun des vêtements. Alors que le pull en coton, le moins isolant, affichait une température de surface de 10.8°C (traduisant ainsi une déperdition de chaleur corporelle), le pull en aérogel n’affichait qu’un petit 3.5°C. Un résultat comparable à celui de la doudoune (3.8°C) mais pour une épaisseur cinq fois inférieure. Et même après lavage, la fibre d’aérogel encapsulé conservait ses propriétés d’isolation thermique.
Toutefois, que les fashionistas polaires et les frileux ne se réjouissent pas trop vite de ces résultats prometteurs. Les vêtements en fibre d’aérogel encapsulé ne risquent pas de se retrouver bientôt dans les vitrines des grandes chaînes de distribution ou des magasins de sport. La création de la fibre requiert en effet beaucoup de temps et d’énergie pour pouvoir être commercialisable et est donc particulièrement chère. Bien que les chercheurs à l’origine de cette technologie soient en train de plancher sur ce problème, la fibre d’aérogel encapsulé devrait en premier lieu trouver une utilisation dans les vêtements techniques militaires ou spatiaux.
Mirjana Binggeli, PolarJournal
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