Dans cet article de blog, nous explorons les possibilités offertes par la technologie textile intelligente qui révolutionne la couleur dans la mode et d’autres industries.
De quelle couleur achètes-tu tes vêtements ? Qui ne s’est jamais posé cette question devant un portant ? Si cela peut paraître anodin pour un particulier, l’industrie de la mode se débat avec cette problématique depuis des siècles. Dans notre société pluraliste, fondée sur le « respect du goût », il est quasiment impossible de créer une collection qui réponde parfaitement aux besoins de chacun. C’est pourquoi la question de l’allocation des ressources limitées a toujours été un enjeu majeur pour les entreprises de vêtements.
De par la nature même de l'industrie de la mode, la couleur est bien plus qu'un simple élément esthétique ; elle revêt des connotations sociales et culturelles. Par exemple, la petite robe noire de Chanel, au début du XXe siècle, a fait sensation en rompant avec l'image austère du noir et en proposant une nouvelle image de la femme. Ainsi, certaines couleurs incarnent l'esprit d'une époque. Dans le monde moderne, les couleurs sont également étroitement liées à la psychologie du consommateur. Par exemple, des études ont montré qu'en période de récession économique, les consommateurs ont tendance à privilégier des couleurs plus rassurantes, comme les teintes neutres. Dans ce contexte, anticiper les tendances en matière de couleurs et y réagir est essentiel à la pérennité des marques de mode.
Cependant, cette « bataille de la mode » qui semblait ne jamais finir, à moins qu’une certaine forme de fuite de radiation n’empêche les humains de distinguer les couleurs, a été résolue de manière inattendue par un laboratoire de recherche de la défense.
En juin 2016, alors qu'ils travaillaient sur une étude du Département de la Défense dans le cadre du projet Jacquard de Google, des chercheurs de l'UC Berkeley ont découvert par hasard que le point de congélation de l'eau pouvait être considérablement modifié par un courant électrique. Ils ont compris qu'en faisant passer certains courants à travers les molécules d'eau, ils pouvaient modifier la structure moléculaire de l'eau de manière relativement arbitraire, et donc son point de congélation ; un principe qui a rapidement été appliqué aux fibres. Après des années de recherche, les chercheurs sont parvenus à « semi-conducteuriser » les fibres, c'est-à-dire à les « écranter ». La semi-conductorisation et la sérigraphie des textiles sont des technologies qui utilisent littéralement les textiles comme semi-conducteurs et écrans pour stocker une certaine quantité d'informations ou afficher des informations sur un écran, à l'instar d'un smartphone. Comme c'est souvent le cas en science et en technologie, l'objectif initial de ces recherches était de développer des vêtements de combat militaires. Une équipe de projet appelée Karma Chameleon a été formée pour créer une combinaison de combat qui pourrait changer de couleur comme un caméléon en fonction de son environnement, et à partir des cendres de ce projet, la technologie des tissus intelligents a fait son chemin dans l'industrie de la mode et a été utilisée par plusieurs marques.
Avant d'expliquer le principe de la modification libre de la couleur des textiles, il est important de comprendre le fonctionnement de la perception des couleurs : chaque couleur de lumière possède une longueur d'onde spécifique (le rouge a une longueur d'onde relativement longue d'environ 700 nm, l'indigo une longueur d'onde relativement courte d'environ 400 nm). Lorsqu'un objet réfléchit la lumière d'une longueur d'onde spécifique, celle-ci atteint la rétine et nous percevons sa couleur. Par exemple, si une pomme apparaît rouge, c'est parce que sa surface ne réfléchit que la lumière rouge, ce qui explique sa couleur à nos yeux. Si la surface de la pomme était modifiée pour ne réfléchir que la lumière verte, nous la percevrions comme verte. La surface d'un objet joue donc un rôle primordial dans sa couleur, et la technologie permettant de modifier la couleur des textiles repose également sur la modification de la structure moléculaire de la surface de la fibre.
Les structures moléculaires changent généralement de forme lorsqu'elles sont soumises à une quantité d'énergie adéquate. Les progrès de la nanotechnologie ont permis de fabriquer des fibres sous forme de fines feuilles de silicium appelées plaquettes. Ces plaquettes peuvent être utilisées pour modifier la structure moléculaire des fibres en y faisant passer un courant spécifique. Les chercheurs ont découvert que la source de ce courant se trouve dans la lumière et la chaleur du quotidien. Pour expliquer comment la lumière peut être utilisée pour contrôler le courant, il est essentiel de comprendre l'effet de commutation. Lorsqu'une molécule est exposée à une longueur d'onde spécifique (généralement la lumière visible, dans la gamme de 380 à 700 nm), certaines parties de la molécule se déconnectent et le courant cesse de circuler, comme un interrupteur dans un circuit électronique. Inversement, lorsque la lumière cesse d'être reçue, les parties séparées se recombinent et la conductivité de la molécule augmente à nouveau. Outre la conductivité, le phénomène de commutation du courant affecte également la structure de la molécule : lorsque certaines parties de la molécule se lient et se détachent, le système de jonctions moléculaires se déforme et la structure globale de la molécule est distordue selon un certain angle. Le principe est similaire à celui qui fait que lorsqu'on gonfle un long ballon avec du ruban adhésif, le côté collé s'étire moins que l'autre, et le ballon se courbe vers le côté collé. Le principe des « fibres intelligentes », qui utilisent des plaquettes à haute inductance pour changer de couleur sous l'effet de longueurs d'onde spécifiques, repose également sur l'effet de commutation optique. Ce phénomène est comparable à la polarisation : seule une certaine lumière peut être émise en ajustant l'angle d'incidence. En théorie, il est possible de modifier la couleur des fibres avec une précision quasi-totale en ajustant la longueur d'onde de la lumière ou le taux d'induction de la plaquette. Cependant, la manipulation précise de la lumière étant difficile à mettre en œuvre au quotidien, cette technologie est actuellement utilisée uniquement pour l'affichage de texte (heure, messages, etc.) sous lumière visible, grâce à l'insertion de plaquettes à différents taux d'induction à des endroits stratégiques.
La technologie suivante, qui exploite la chaleur, a été initialement développée au laboratoire EJTech de Budapest. Les chercheurs y ont découvert l'effet thermoélectrique, où une tension est générée par une différence de température entre les molécules, grâce à une technologie « chromosonique » convertissant les ondes sonores en chaleur. Ils ont rapidement mis en évidence le phénomène de commutation de courant par la chaleur. Contrairement à la commutation de courant induite par la lumière, décrite précédemment, où certaines parties de la molécule s'ouvrent et se ferment, modifiant ainsi sa structure, la commutation de courant induite par la chaleur crée une différence de potentiel dans le conducteur. Cette différence de potentiel modifie la structure des jonctions moléculaires, et donc la structure moléculaire. En général, le rendement énergétique est plus élevé avec la chaleur qu'avec la lumière, ce qui explique la rapidité du changement de couleur. La réaction est si instantanée que la couleur du textile change par simple contact, rendant les méthodes thermiques indispensables à la réalisation de vêtements caméléons, capables de changer de couleur en fonction de leur environnement. En revanche, la finesse des changements de couleur obtenus est bien moindre qu'avec la lumière.
Comme vous pouvez le constater, la technologie de changement de couleur offre des possibilités infinies. En particulier, ses applications sont nombreuses, bien au-delà de l'industrie de la mode. Par exemple, dans le domaine médical, cette technologie pourrait servir à concevoir des vêtements dont la couleur s'adapte à l'état du patient. Ainsi, des vêtements médicaux changeant de couleur en fonction des signes vitaux, tels qu'une variation de température corporelle ou une augmentation de la pression artérielle, pourraient aider le personnel médical à diagnostiquer plus rapidement et avec plus de précision l'état d'un patient. En architecture, des matériaux intelligents capables de modifier la couleur de la façade d'un bâtiment selon l'heure ou les conditions météorologiques pourraient contribuer à créer un paysage urbain plus diversifié et dynamique. Ces applications multiples démontrent que cette technologie a le potentiel de dépasser le simple cadre de la mode.
Les textiles intelligents ont parcouru un long chemin depuis qu'ils n'étaient qu'un rêve il y a 20 ans. Cependant, le chemin est encore long avant de pouvoir commercialiser des vêtements capables de changer de couleur à volonté. Plusieurs instituts de recherche ont proposé leurs propres solutions, mais le coût et la stabilité de la fabrication de fibres à partir de fines plaques de silicone, ainsi que la facilité d'utilisation pour permettre à celui ou celle qui les porte de changer de couleur à volonté, restent des problèmes à résoudre. Une fois ces problèmes résolus, nous aurons au moins un souci de moins : celui de choisir la couleur.
