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La libération de microfibres par les textiles est devenue une question environnementale de plus en plus urgente, non seulement parce que les fibres synthétiques et naturelles contribuent à l’accumulation de microplastiques dans les écosystèmes, mais aussi parce que les mécanismes à l’origine de cette libération sont profondément ancrés dans la science des matériaux des polymères textiles eux-mêmes. Pour les ingénieurs textiles, les spécialistes du développement durable et les équipes de R&D de l’industrie de l’habillement, le principal défi consiste à comprendre pourquoi certains tissus perdent beaucoup plus de fibres que d’autres, bien qu’ils soient fabriqués à partir de matières premières similaires, et comment concevoir des systèmes textiles qui sont intrinsèquement plus résistants au détachement des fibres tout au long de leur durée de vie. Analyse thermiqueBien qu’elle soit largement utilisée dans la science des polymères, l’analyse thermique reste sous-exploitée dans le développement des textiles, alors qu’elle offre un niveau de précision et une vision mécaniste qui conviennent parfaitement pour prédire le risque de perte de fibres avant même que les tissus n’arrivent sur le marché.
Comprendre la science des matériaux à l'origine du délestage
La perte de microfibres résulte d’une combinaison de processus interconnectés, à savoir des dommages mécaniques localisés, une fatigue progressive sous l’effet de cycles de contrainte répétés et un vieillissement thermique ou chimique progressif de la structure polymère, chacun de ces processus reflétant la réponse du textile aux fluctuations de température et d’humidité rencontrées pendant l’usure, le lavage, le séchage par culbutage et le stockage (Wilkinson et al., 2025). Ces forces motrices ne sont pas indépendantes ; au contraire, elles se renforcent mutuellement d’une manière qui peut accélérer la rupture des fibres au fil du temps. Des travaux récents ont démontré que des vêtements dont la composition des fibres est apparemment similaire peuvent néanmoins présenter des taux de perte qui diffèrent d’un ordre de grandeur, en fonction de la construction du fil, de la densité du tissu, de la chimie de finition et de l’intégrité microstructurale conférée au cours du traitement (De Falco et al., 2019). Ces variations, qui sont souvent invisibles à l’œil nu, s’expliquent en fin de compte par des différences dans la composition du polymères transitions, stabilité thermiqueCes variations, qui sont souvent invisibles à l’œil nu, se traduisent en fin de compte par des différences dans les transitions, la stabilité thermique et les voies de dégradation des polymères – des propriétés que les techniques d’analyse thermique peuvent quantifier avec une clarté exceptionnelle.
Les techniques thermiques en tant qu'outils prédictifs
Calorimétrie différentielle à balayage (DSC), l’analyse thermogravimétrique (ATG) et l’analyse thermomécanique (TMA) éclairent chacun des aspects différents du comportement des polymères et, lorsqu’ils sont utilisés ensemble, ils créent un portrait multidimensionnel de la stabilité à long terme d’un textile. La DSC, par exemple, fournit des informations détaillées sur
L’ATG permet de comprendre le comportement de dégradation en plusieurs étapes des textiles en identifiant les températures auxquelles les finitions, les liants, les composants élastiques et d’autres additifs commencent à se décomposer. Étant donné que ces composants contribuent de manière significative à la cohésion interfibre et à la résistance à l’abrasion, une dégradation thermique prématurée peut affaiblir la structure bien avant que la défaillance mécanique ne soit visible. La TMA, quant à elle, cartographie la rigidité et le comportement d’amortissement des fibres en fonction de la température, capturant les transitions subtiles d’adoucissement ou de raidissement qui précèdent souvent le détachement des fibres. Ensemble, ces techniques thermiques permettent aux chercheurs d’anticiper le moment où un textile deviendra mécaniquement vulnérable, plutôt que de le découvrir seulement après le détachement des fibres.
Mise en œuvre pratique dans la R&D textile
Pour les équipes de R&D, l’intégration de l’analyse thermique dans les stratégies d’atténuation des microfibres permet de prendre des décisions plus éclairées à plusieurs étapes du développement du produit. La sélection des matériaux peut être améliorée en choisissant des grades de polymères dont les transitions thermiques ne coïncident pas avec les contraintes subies pendant le lavage. L’ATG peut confirmer si les finitions fonctionnelles se dégradent prématurément, ce qui permet de s’assurer que les revêtements protecteurs conservent leur intégrité pendant toute la durée de vie du vêtement. Les processus de fabrication, en particulier l’étirage, la thermofixation et la relaxation, peuvent être optimisés en suivant la façon dont ces étapes modifient les transitions thermiques et en reliant ces changements au comportement de l’abrasion et du boulochage. Les fibres recyclées et biosourcées, qui subissent souvent un stress thermique important pendant le retraitement, peuvent être triées pour éviter les lots trop dégradés qui sont plus enclins à la fragmentation (Wilkinson et al., 2025). En outre, l’analyse thermique peut servir d’outil de contrôle de la qualité qui aide à maintenir les propriétés relatives à la mue dans des limites définies pour l’ensemble des fournisseurs et des lots.
Conclusion
L’analyse thermique crée un pont crucial entre la structure interne des polymères textiles et leur performance environnementale à long terme. En offrant une vision détaillée de la manière dont les fibres réagissent à la température, à l’humidité et au temps, des techniques telles que la DSC, la TGA et la TMA permettent à l’industrie textile de passer d’une mesure réactive de la libération des microfibres à une conception proactive de matériaux qui sont intrinsèquement moins enclins à se défaire de leurs fibres. Bien que les modèles prédictifs continuent d’évoluer et doivent être calibrés pour des matériaux et des conditions d’essai spécifiques, les preuves accumulées montrent clairement que la combinaison de techniques thermiques avec des essais mécaniques et de lavage fournit un cadre solide pour la conception de textiles plus durables et moins susceptibles de perdre leurs fibres. Ce faisant, elle soutient à la fois les objectifs de performance de l’industrie et ses engagements environnementaux, en garantissant que les vêtements conservent leur intégrité tout en contribuant moins au fardeau mondial de la pollution microplastique.
Références
De Falco, F., Di Pace, E., Cocca, M. et Avella, M. (2019) ‘The contribution of washing processes of synthetic clothes to microplastic pollution’, Scientific Reports, 9, 6633. https://www.nature.com/articles/s41598-019-43023-x
Hernandez, E., Nowack, B. et Mitrano, D.M. (2020) ‘Effect of age on microfibre release from polyester and cotton garments’, Environmental Pollution, 266, 115226.
Lant, N.J., Hayward, A.S., Peththawadu, M.M., Sheridan, K.J. et Dean, J.R. (2020) ‘Microfiber release from real soiled consumer laundry and the impact of fabric care products and washing conditions’, PLOS ONE, 15(6), e0233332. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0233332
Wilkinson, J., Willemse, M. et Silva, L. (2025) ‘Critical review on microfiber release from textiles : Sources, facteurs d’influence, méthodes de détection et stratégies de réduction », Chemosphere, 367, 143376. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2025.144394
