Développement et caractérisation d'un nouveau produit, non-tissé plissé 3D antichoc, insérable dans les vêtements pour la protection

Development and characterization of a new product, 3D pleated non-woven, shockproof insert in a clothing for protection

• Auteur / Autrice : Abdelbaki Djerboua
• Direction : Laurence Schacher, Dominique Adolphe
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 15/10/2018
• Etablissement(s) : Mulhouse
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique et mécanique textiles (Mulhouse) - Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles / LPMT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vêtements de protection

Innovation

Textiles et tissus

Non-tissés

Textiles intelligents

Mots clés libres

Structure fibreuse 3D non-tissé

Tricot chaîne

Tour de chute

Impact

Absorption d'énergie

Déformation

Protection

Non-woven 3D fibrous structure

Warp-knitted fabric

Falltower

Impact

Energy absorption

Deformation

Protection

Résumé

Dans le cadre de cette recherche, nous avons étudié l'effet de divers paramètres d'influençant le comportement d’un non-tissé Vertilap®3D à faible impact. Ce matériau a été développé pour la protection du corps humain. Ce nouveau produit textile offre les meilleures solutions de résistance aux chocs à basse vitesse, pour combler le vide des produits concurrents sur le marché, dans le domaine de la protection individuelle. À cet égard, une nouvelle structure fibreuse tridimensionnelle (3D) en matériau polyester (PET) a été développée pour enrichir ou remplacer la gamme de produits de protection. Ces nouvelles structures fibreuses 3D fabriquées sont stratifiées avec des non-tissés aiguilletées et thermoliés. Les feuilles sont en 100% PET, pour obtenir un produit monocomposant. Pour la caractérisation des propriétés physiques et mécaniques de ces nouvelles structures fibreuses 3D, des méthodes d'essais doivent être développées. Sur la base des spécifications de protection du corps humain, une méthodologie a été mise en place pour tester le comportement à l’impact de ces nouveaux produits. Afin de répondre à la question des produits existants et de leur remplacement, certains produits en tricot chaine ont également été caractérisés, et des comparaisons avec d'autres produits ont été faites.Les résultats de cette étude montrent que les non-tissés Vertilap® peuvent être utilisés comme un matériau efficace pour la protection du corps humain contre les chocs en raison de leur grande capacité d'absorption d'énergie à différents stades d'impact. Les non-tissés 3D Vertilap® étudiés permettent de réduire d'environ 44% la profondeur de déformation et de 70% le volume de déformation en fonction du diamètre de l'impacteur et de l'énergie à l’impact.Les propriétés de la nouvelle structure fibreuse 3D sont intéressantes en termes de comportement d'impact par rapport aux tricots chaine. Ces résultats sont des informations importantes pour la conception de Vertilap® pour des applications d'amortissement et de protection dans les vêtements de protection et les semelles de chaussures, etc.Il y a deux volets de ce travail dans cette thèse. Le premier volet de ce travail présente la partie de recherche bibliographique et le deuxième volet à ce travail est basé sur la caractérisation du comportement et les performances à l’impact de la nouvelle structure Vertilap®.Ces performances seront étudiées, par deux méthodes spécialement développées dans le cadre de ces travaux en premier lieu, et puis une étude comparative, entre cette nouvelle structure fibreuse et un autre produit connu sur le marché par sa capacité de protection, sera menée en deuxième lieux, afin de positionner les performances de ce nouveau produit en termes d eprotection humaine.

As part of this research, we investigated the effect of various influence parameters on low-impact Vertilap® non-woven behavior. This material has been developped for the protection of the human body. This new textile product offers the best low-speed impact resistance solutions to fill the gap of competing products on the market, in the field of personal protection. In this respect, a new three-dimensional (3D) fibrous structure made of polyester (PET) material has been developed to enrich or replace the range of protective products. These new 3D fabricated fibrous structures are laminated with needled and spunbonded sheets. The leaves are 100%PET, to obtain a single-component product. Characterization of the physical and mechanical properties of these new 3D fibrous structures, test methods must be developed. Based on human body protection specifications, a methodology has been put in place to test the impact behavior of these new products. In order to answer the replacement question, typical warp knit products were also characterized, and comparisons with other products were made.The results of this study show that Vertilap® nonwovens can be used as an effective material for the protection of the human body because of their high energy absorption capacity at different stages of impact. The studied Vertilap® non-wovens reduce the deformation depth by approximately 44% and the deformation volume by 70% depending on the impact or diameter and the impact energy. The properties of the new 3D fibrous structure are interesting in terms of impact behavior compared to knitted warp fabrics. These results are important requirements for the design of Vertilap® for cushioning and protection applications in protective clothing, shoe soles, etc.There are two parts in this thesis. The first part of the work presents the bibliographic research part and the second part of the work is based on characterization of the behavior and impact performance of the new Vertilap® structure. These performances will be studied, by two methods specially developed as part of this work in the first place, and then a comparative study between this new fibrous structure and another product known on the market, by its protection capacity will be conducted in second place, to position performance in terms of human protection.