X enius Les matériaux textiles un avenir prometteur Documentaire 2015

X enius Les matériaux textiles un avenir prometteur Documentaire 2015



[Musique] chouette bienvenue donc venus l'émission qui voyage qui prend parfois le temps se détendre oui bienvenue à tous donc venus mais bon pierre et moi l'heure n'est pas encore tout à fait au farniente si nous sommes assis sur ces drôles de chaises c'est pour vous parler d'une innovation qui permet les projets les plus audacieux les matériaux textiles sont figurez vous que les matériaux textiles sont déjà partout peu vim c'est celle l'ongle par exemple sont en béton textile puis tout rien à voir vous vous en doutez avec ces textiles la brève nous voulons en savoir plus sur ces produits high tech et leurs propriétés car les matériaux textiles ont de toute évidence un avenir prometteur avec du béton textile on peut fabriquer des meubles mais aussi des bâtiments comme ainsi prends ton caisse que le béton textile réponse tout à l'heure avec des chercheurs de l'université technique de dresde mais avant cela voyons où c'est étonnant textiles sont d'ores et déjà utilisés impossible aujourd'hui de faire l'impasse sur les fibres textiles elles ont détrôné les matériaux traditionnels comme la pierre et le métal et ne cesse de s'imposer dans de nouveaux domaines grâce à leur grande polyvalence [Musique] à l'époque antique déjà les romains utilisaient les textiles pour leurs grands projets de construction exemple le plus célèbre le colisée une gigantesque voile de l'un faisait office de toit vert lime l'époque l'un est une toile très grossière l'avantagent et qu'il laissait passer l'air tout en protégeant du soleil mais l'inconvénient est qu'il retenait l'humidité et la pluie ce qu ils alourdissent est aujourd'hui nous utiliserions du tissu en fibre de verre qui résiste parfaitement aux intempéries ne retient pas l'humidité et possède une bonne résistance thermique ce qui garantit une grande longévité lors de la rénovation du stade olympique de vancouver on a justement utiliser ce type de matériau pour l'immense voile qui protège du soleil et des intempéries une version moderne du colisée romain les matériaux textiles sont d'une efficacité inégalée dans les régions chaudes à dubaï une voile déployés sur toute la façade de cet hôtel de luxe protège de la chaleur tout en laissant passer la lumière au brésil les ingénieurs sont allés encore plus loin là bas c'est carrément tout l'aréna des amazones ya le stade de foot de manaus qu'on a doté d'une enveloppe textile [Musique] ces textiles ultra performants ont l'avantagé de laisser passer la lumière tout en repoussant la chaleur contrairement aux fenêtres qui ont tendance à laisser entrer la chaleur à l'intérieur des bâtiments repousser la chaleur c'est bien mais la stocker et la restituer le moment souhaité c'est encore mieux à l'institut de recherche sur les textiles de bendorf en allemagne on planche sur ce projet ambitieux l'été la paroi extérieure en textile recueil l'air chaud celui-ci s'échauffent jusqu'à 150 degrés puis est acheminée via des conduits jusqu'à un accumulateur situé à l'intérieur qui restitue la chaleur l'hiver venu les matériaux textiles en d'autres propriétés étonnantes ils peuvent ainsi modifier le comportement de la lumière la focaliser ou la disperser selon des spécifications précises une technologie déjà utilisée en aménagement intérieur et des textiles lumineux capable de changer de couleur devrait bientôt arriver sur le marché [Musique] dans l'aéronautique aussi les matériaux textiles se taille une place de choix l'enveloppent externe des avions en contient de plus en plus le mot magique composite 1 composite est constitué d'une matrice et d'un renfort celui ci est souvent constituée de fibres de carbone elles sont obtenues à partir de précurseur dérivés par exemple du pétrole pour fabriquer le composite on pressent à haute température la matrice plastique et les fibres de carbone la matrice font les fibres résiste après refroidissement on obtient un plastique renforcé par fibre de carbone extrêmement résistant ces fibres peuvent prendre quasiment n'importe quelle forme elle se laisse non seulement pressé mais aussi tissé ou tricoter ce qui rend le composite encore plus résistant cela permet de fabriquer des pièces très légère et très fine si on utilise l acier ou la tôle il faudrait des parois très épaisse pour obtenir des propriétés physiques identive les matériaux textiles peuvent aussi être produits à partir de céramique [Musique] à partir de cette céramique non cuite on obtient des fibres très solide qui tissaient avec d'autres matériaux résiste au feu idéal par exemple pour servir de bouclier thermique aux fusées spatiales contrairement à la céramique que l'on connaît ce matériau high tech est en outre pratiquement incassable bref avec ces matériaux textiles on est bien loin des tricots de grand-mère oublier les aiguilles à tricoter de nos grands mères nous sommes une industrie de pointe les fibres haute performance sont employés dans des domaines comme l'automobile l'aéronautique et l'aérospatiale le bâtiment l'énergie et l'environnement c'est une vraie innovation les matériaux textiles sont promis à un brillant avenir et nous accompagne déjà partout souvent sans même que nous le sachions [Musique] ah bonjour professeurs bonjour bonjour bonjour enchanté bienvenus vous enseignez la technologie textile à l'université technique de dresde faire alors nous avons déjà fait connaissance avec divers matériaux textiles mais rien n'y fait le mot textile nous évoque avant tout les vêtements qu'est ce qu'un texte il exactement j'estime un textile est le résultat d'une multitude de fils entre croisés ou plus précisément entre l'as et avec ça on pu réaliser les matériaux les plus divers et ça qu'est ce que c'est c'est du pétrole il sert de précurseur pour la fabrication des fibres de carbone ah oui je sais pas dire qu'après synthèse et transformations sur des machines textiles on obtient ses fibres de carbone et ça c'est donc votre matériaux de base oui de par ses propriétés la fibre de carbone confère une très grande résistance une très grande rigidité ainsi que l'extrême légèreté elle offre une solidité jusqu'à 10 fois plus importante que l'acier tout en étant quatre fois ni plus légère que lui et que fabriquer vos avec nous mettons au point les technologies qui permettent de réaliser des pièces en béton renforcé en textile ce qu'on appelle communément le béton textile on en fait que c'est beau temps enfin ça c'est à dire comme vous savez le béton armé est renforcé avec de l'acier sauf que l'acier présente l'inconvénient d'être sensible à la corrosion le carbone en revanche ne rouille pas est donc idéale pour les applications dans le bâtiment et comment s'y prend tôt si vous voulez nous pouvons aller voir les machines la carte comme ça je vous montrerai comment tout ça fonctionne super on vous suit c'est parti c'est ici c'est une machine à tricoter multi axial c'est grâce à cette technologie que l'on peut réaliser des textiles haute performance pour le béton textile multi axial ça veut dire qu'il ya plusieurs axes tout à fait plusieurs axes et à chaque axe correspond un certain nombre de canettes un certain nombre de fils qui sont liés les uns aux autres du même genre à part peut-être affectionne saisie et voici la structure terminée ah ah c'est super solide est vraiment très léger oui bon c'est le moment pour nous de passer à la suite merci professeur merci à vous à côté du carbone il existe d'autres fibre ultra performante et pour les développer des chercheurs prennent tout simplement la nature comme modèle extrêmement fin mai d'une solidité à toute épreuve le fil d'araignée force l'admiration [Musique] grâce à leur pouvoir adhésif remarquable les filaments sécrétées par la moule lui permettent de se fixer par tous ces deux matériaux naturels ultra performants pourraient bien révolutionner l'aéronautique l'automobile et la médecine mais encore faut-il pouvoir les reproduire artificiellement des chercheurs de l'université de mainz en allemagne y travaillent leur objectif s'inspirer des merveilles de technicité de la nature pour mettre au point des fibres high tech innovantes [Musique] à première vue les araignées les moules ne se ressemblent pas vraiment mais nous allons trouver un dénominateur commun elles produisent des filaments de protéines une toile d'araignée ne se compose pas d'un seul matériau il s'agit en quelque sorte une composition à savoir de nombreux filaments de protéines fortis et les uns avec les autres quant aux moules pour se fixer sur les surfaces immergé elle fabrique des filaments de protéines doter de structures adhésives là encore à base de protéines c'est ça qui nous fascine les filaments sécrétées par la moule ou byssus sont utilisés depuis l'antiquité travailler en fibres textiles 7 soit aux reflets dorés sert à confectionner des étoffes luxueuse et résistante louis xiv par exemple compter dans sa garde-robe ses gants ambitieux le secret du byssus repose avant tout sur ces protéines de collagène de forme à langer sécrétée par une glande située à la base du pied de la moule les filaments permettent de faire adhérer le corps mou du mollusque aux surfaces dures immergé la grande élasticité de ces filaments fascine les chercheurs de byron en 2014 ils parviennent à déterminer leur structure moléculaire et à reproduire un matériau de type identiques qui permet de faire le lien entre le mou et le dur c'est ce que font les tendons du corps humain en reliant les tissus mous des muscles à la structure dur des eaux sauf lorsque l'accident survient [Musique] une déchirure du tendon c'est à dire une rupture du lien entre l'os et le muscle a peut être réparé seulement en recousent entre elles les parties déchirées mais ce faisant on crée une zone de fragilisation pour qui en cas de sollicitation excessive peut entraîner une nouvelle déchirure jeter l'état or il n'existe pas actuellement de matériaux de substitution au tendon et nous pensons que les filaments de la moule sont un très bon modèle pour mettre au point un tel matériau d'autres domaines d'application sont envisagées comme l'aéronautique et l'automobile lors de l'assemblage des véhicules le nouvel adhésif pourraient être utilisés pour les points de collage délicat et il faciliterait le montage des éléments en plastique souple sur la carrosserie métallique dur le fil d'araignée aussi intéresse l'industrie automobile les chercheurs de bail routes sont parvenus à reproduire en laboratoire un biomatériau comparables une vraie gageure tant la soie naturelle d'araignée possède des propriétés exceptionnelles [Musique] et plus résistant que l'acier et plus élastique que le caoutchouc le fil d'araignée peut s'étirer de dix fois sa longueur sans se rompre [Musique] il peut ainsi absorber l'énergie d'un insecte en plein vol et l'arrêter complètement un principe que l'on retrouve lors d'un accident de voiture l'airbag remplit une fonction similaire sauf que les airbags sont aujourd'hui très résistant la déchirure mais pas élastiques nous en cas d'accident le risque de traumatisme de type coup du lapin la carrosserie aussi peut être touché et l'accident engendre souvent un enfoncement or si on parvenait à intégrer ce biomatériaux dans la carrosserie et pourrait tirer partie de la mémoire de forme de la soie d'araignée on ne serait alors plus obligés d'aller chez le carrossier mais on laisserait la voiture la nuit dans son garage et le lendemain la carrosserie aurait repris sa forme pour fabriquer de la soie d'araignée synthétique on utilise des bactéries intestinales qui se cultive facilement en laboratoire enrichis en nutriments ces bactéries produisent des protéines de soie après avoir immergé ces protéines dans une solution on peut en extraire les fils [Musique] biosteel bio acier tel est le nom de cette soie d'araignée synthétique son potentiel d'application est vaste et concerne également la médecine car la soie d'araignée et cicatrisantes elle pourrait être utilisée pour des greffes ou appliqués sur des implants qui seraient ainsi mieux acceptée par le corps nous avons constaté que la soie d'araignée ne déclenchaient aucune inflammation dans le corps humain la suite logique à par conséquent était de tester l'association de la soie d'araignée sur des implants et il s'est effectivement avéré qu'il n'y avait aucune réaction inflammatoire aucune réaction secondaire c'est donc une bonne solution pour rendre les implants plus bio compatible tomasz scheibel ne compte pas s'arrêter là prochain objectif produire à partir de protéines de soie d'araignée et grâce à l'impression 3d des organes entier comme cette oreille comment en associant le biomatériau miracle aux propres cellules du patient des organes à partir de soie d'araignée synthétique si les chercheurs y parvenait ce serait une avancée majeure pour la médecine décidément les matériaux textiles n'ont pas fini de nous surprendre notre renforts en fibres de carbone est terminée prochaine étape la fabrication du béton textile je suis curieux de voir ça ça se passe ici à l'institut des constructions massives bonjour monsieur l'a dit bonjour bonjour bonjour nous vous avons apporté un textile qui vient tout juste d'être fabriqués comment s'y prend on pour le transformer en béton textile d'abord merci de nous avoir apporté cette pièce alors pour fabriquer du béton textile il faut aussi comme vous vous en doutez du béton [Musique] c'est en dessous c'est une table a bétonné comme celle que nous utilisons pour les échantillons décès les échantillons permettent de contrôler la qualité du béton textile quand vous aurez fini vous poserez le textile dessus et là comment ça se passe étalez le bien de façon homogène ça risque de durer un moment avec nous comme petites mains oui mais nous avons un professionnel qui peut vous aider je sens si ça vous démange de reprendre la main non mais je vais vous aider un peu maintenant combien de temps faut-il attendre il faut attendre 28 jours avant de contrôler la qualité de la pièce c'est un peu long pour nous c'est pour cela que nous avons préparé un échantillon des scènes qui correspond à ce que vous venez fabriqués avec les différentes épaisseurs il a lui aussi été fabriqués sur cette table ainsi nous allons pouvoir procéder aux contrôles qualité de super source est vraiment hyper mince et ça c'est plus solide que le béton armé traditionnel le mieux pour le savoir c'est de soumettre cette pièce un test de résistance à la traction d'accord super ok merci pour le coup de main merci au revoir voilà nous avons placé l'échantillon décès dans cet appareil et nous allons maintenant exercer sur lui une traction afin de calculer la résistance à la traction de ce béton textile alors qu [Musique] vous voyez l'échantillon s'est rompu à cet endroit alors qu'est ce que ça nous dit ce test les résultats sont affichés à l'écran ici vous voyez là des formations ainsi que l'attraction exercée il a fallu appliquer une charge de 18 kg newton pour provoquer la rupture de l'échantillon c'est un très bon résultat et si nous avions testé du béton armé traditionnels quelle quantité d'acier aurait il fallu pour obtenir la même résistance il aurait fallu environ 24 fois plus d'acier pour obtenir la même résistance à la traction mais il ya forcément un hic je pense peut-être au prix car j'imagine que le carbone coûte très cher oui le carbone coûte plus cher que l'acier mais ramené à la quantité utilisée puisqu'il faut donc environ 24 fois moins de carbone que dassier le recours au carbone revient aujourd'hui moins cher que l'acier c'est très prometteur tout ça ce béton textile en est-il encore au stade expérimental ou bien est il déjà utilisés on a déjà construit trois ponts en béton textile et depuis l'année dernière les professionnels sont autorisés à l'utiliser pour le renforcement de bâtiments existants afin d'augmenter leur force portante et qu'en est-il de l'empreinte environnementale le carbone est produit à partir de pétrole dans c'est exact le carbone est produit à partir de pétrole tout simplement parce que c'est la solution la plus facile mais il peut en principe être obtenue à partir de n'importe quelle matière première carbonée des recherches sont en cours mais ce méthode reste à l'heure actuelle plus onéreuse 5 août merci monsieur cela dit merci à vous merci le béton textile et donc le candidat idéal pour renforcer les bâtiments existants autre ouvrage fortement sollicité les digues mais on ne peut malheureusement pas en installer partout heureusement il existe une solution qui devinez quoi on a recours aux matériaux textiles sur thoune [Musique] printemps 2013 des pluies diluviennes s'abattent sur l'europe des villes entières se retrouve sous l'eau dans les pyrénées les fortes précipitations et la fonte des neiges transforme de paisibles cours d'eau de montagne en torrent impétueux difficile pour les hommes de faire face armés de sacs de sable ils essaient tant bien que mal d'éviter le pire mais l'eau est toujours plus forte [Musique] de plus en plus fréquentes les crues dévastatrices occasionnent des dégâts qui se chiffrent en milliards [Musique] et comment mieux se préparer à ces catastrophes les sacs de sable constitue-t-il une protection mobile suffisante contre les crues [Musique] cet homme pense que non valter wagons ou bear a mis au point un dispositif de protection n'ont pas à base de sable mais de fibres textiles l'idée lui est venue lors des grandes crues de 2010 j'ai vu des jours durant des milliers de bénévoles armés de simples sacs de sable essayé de protéger le palais du pinger à dresde et après plusieurs jours d'efforts échoué dans cette tentative capte je suis dit qu'il fallait faire quelque chose assez vite j'ai eu l'idée d'utiliser l'eau sur place afin de simplifier la logistique et de ne pas compliquer davantage une situation par ailleurs déjà très chaotique [Musique] son idée une digue mobile constitué de tubes gonflable qui arrêtent l'eau et relègue au placard les digues en sacs de sable non étanches les sacs de sable présente un problème majeur le manque de temps pour construire par exemple en 1h01 dick 200 mètres de long et d'un mètre de haut il faudrait 350 personnes ainsi que 47 camion plein de sacs de sable qu'il faudrait des charges et toutes les trois minutes du point de vue logistique c'est quasiment impossible ce qui explique que les digues en sacs de sable sont souvent construites repart et sont par conséquent submergé avec la dic textile les camions pourraient rester au garage une petite remorque suffit pour transporter les tubes qui permette d'ériger une digue de 100 mètres de long et il ne faut pas 350 mais quatre personnes seulement pour la mettre en place pour grêmio l'équipe nous fait une petite démonstration le long de l'elbe elle teste régulièrement la digue mobile afin d'être prête pour toute intervention un tissu textile spéciale or le dispositif à la fois souple et résistant dans ce texte il s'agit d'un textile high tech en polyester qui est très résistant à la déchirure et qui est doté d'une enveloppe étanche en pvc ce matériau est également utilisé pour recouvrir les toits des stades il peut tenir vingt ans sous le soleil sans bouger particularité de ladite textile ont rempli ses tubes gonflable avec l'au-delà cru une pompe et le tour est joué la digue est composé de deux à trois tubes afin qu'ils ne soient pas emportée par les eaux on les relient entre eux par un filet spéciale puis on les recouvre d'une bâche d'étanchéité de couleur orange la bâche remplit deux fonctions d'une part elle améliore notablement l'étanchéité smagghe il est toujours plus judicieux d'utiliser la pression de l'eau au lieu de lutter contre l essayer de rendre les tubes étanche en allant contre l'eau nécessitent une grande dépense d'énergie alors qu en les recouvrant simplement avec cette bâche et en laissant l'eau plaques et celle ci au sol ça se fait ou sainte métis d'autre part la bâche présente également l'avantagé d'éviter que de l'eau passe sous la digue ce qui l'empêchent ainsi de flotter la digue mobile a par exemple fait ses preuves en 2013 à magdebourg grâce à elle l'antenne de radio locale a pu rester au sec tandis que tous les alentours étaient inondées [Musique] autre avantage contrairement aux sacs de sable la digue mobile et réutilisables après emploi il suffit de la nettoyer la digue ne peut certes pas empêcher les catastrophes naturelles que sont les crues et les inondations mais grâce aux matériaux textiles elle peut en limiter les dégâts 62 je dois avouer que je n'aurais jamais pensé que les matériaux textiles avait une palette d'applications aussi vaste entre nos vêtements et c'est super matériaux il y a effectivement tout un monde que tu crois mon cher pierre c'est quoi ça du textile mettons tout droit sorti de l'imagination d'un créateur de mode enthousiaste très très chic n'est ce pas je ne sais pas si lui textile béton a de l'avenir dans la mode mais dans la construction en tout cas il fait des merveilles bon nous au fil enfin je me demande si je vais pouvoir conduire avec ça et si je prenais le volant pour une fois oui c'est plus sage à la prochaine salut respectueux attention c'est pas le moment de rayé la carrosserie laisse béton dirt 2 [Musique]


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