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Auteur(s)
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Marie-Ange BUENO : Ingénieur textile, Docteur en sciences de l'ingénieur - Professeur des Universités, Université de Haute Alsace, École nationale supérieure d'ingénieurs Sud Alsace, Laboratoire de physique et mécanique textiles (EAC 7189 CNRS/UHA)
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Les textiles sont des matériaux multi-échelles, comme tout matériau, mais dont les éléments aux différentes échelles sont visibles à l'œil nu. De plus, ces éléments sont élancés : au moins une de leur dimension est négligeable devant les autres. L'entité élémentaire est la fibre. Plusieurs fibres sont assemblées pour former un fil. Les fils linéiques sont transformés en surface par tricotage, tissage ou tressage. Il est également possible de réaliser une surface textile directement par assemblage de fibres, il s'agit des non-tissés. La cohésion du fil, du tissu, du tricot, de la tresse ou encore de la plupart des non-tissés est due uniquement au frottement.
Les forces de frottement entre les fibres ou entre les fils sont plus faibles que les forces physico-chimiques reliant les molécules à l'origine de la cohésion des matériaux homogènes. Les matériaux textiles sont alors plus souples que les matériaux homogènes équivalents (même masse linéique ou surfacique et même matériau de constitution).
Le tissage ou le tressage permettent d'augmenter la cohésion du fil précurseur, donc sa force de rupture.
Le frottement dans le matériau textile est donc à l'origine de sa grande souplesse et résistance mécanique et de sa capacité à être mis en forme sous faibles sollicitations, d'où une utilisation non seulement en habillement, mais également comme renfort de matériaux composites, en génie civil, dans l'industrie, dans le secteur médical...
Outre les frottements dans le matériau textile, le comportement tribologique d'un textile lors du contact avec d'autres matériaux est important :
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lors du procédé de fabrication dans le cas du contact avec les organes des machines, au cours de la formation du textile linéique ou surfacique ou encore pendant les opérations d'ennoblissement (traitements chimiques et mécaniques visant à conférer au textile ses propriétés organoleptiques et fonctionnelles finales) ;
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lors de son utilisation finale avec les cas particuliers des contacts peau-textile dans l'habillement ou le vêtement de sport, et textiles-textiles [B 5330] par exemple.
un matériau est élancé lorsqu'au moins une de ses dimensions est négligeable devant les autres, le rapport entre les longueurs doit être de quelques dizaines au minimum.
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VERSIONS
- Version courante de déc. 2015 par Marie-Ange BUENO
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Notions élémentaires sur les matériaux textiles4. Usure abrasive du matériau textile
4.1 Fibre
Une fibre artificielle ou synthétique, de par son procédé de fabrication, est constituée d'un cœur recouvert d'une peau. L'usure abrasive de sa surface met en évidence cette structure en observant le faciès d'usure . Les techniques de nano-indentation et de sclérométrie sont utilisées pour la caractérisation de ces fibres par mesure de leur dureté et du module de Young qui évoluent en fonction de l'enfoncement .
L'usure des fibres naturelles est peu étudiée de par la difficulté de mise en œuvre et de par la variabilité naturelle. Néanmoins, des fibres naturelles usées peuvent être observées suite à une usure du textile surfacique (cf. paragraphe suivant).
HAUT DE PAGE4.2 Surfaces tissées ou tricotées
L'usure abrasive modifie l'état de surface de la fibre et/ou du fil, donc du textile surfacique en créant une pilosité. Cette pilosité est voulue lors du processus de fabrication destiné à donner des propriétés particulières à la surface (caractéristiques de toucher par exemple) ou non désirée lors du vieillissement de la surface du fait de son usage, lavage, etc.
Le comportement à l'usure est fonction de la dimension relative de la maille élémentaire du tissu ou du tricot par rapport à celle de la protubérance abrasive. À l'échelle du fil : la dimension de la maille est de l'ordre de grandeur de son épaisseur. À l'échelle de l'armure d'un tissu par exemple : la dimension de le maille élémentaire est celle du flotté....
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Usure abrasive du matériau textile
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BAUSSAN (E.) - Étude tribologique et modélisation du contact peau – chaussette. Application à la course à pied - , Thèse de doctorat, Université de Haute Alsace, Mulhouse, 2010.
-
(2) - BREUGNOT (C.) - Contribution à la caractérisation mécanique du toucher des surfaces textiles à partir de critères neurosensoriels - , Thèse de doctorat, Université de Haute Alsace, Mulhouse, 2005.
-
(3) - FONTAINE (S.) - Contribution à la compréhension des mécanismes tribologiques lors d'une usure abrasive ou chimique de structures fibreuses. Applications industrielles aux tissus en PET-laine. - Thèse de doctorat, Université de Haute Alsace, Mulhouse, 2001.
-
(4) - GASSMANN (V.), KNITTEL (D.), PAGILLA (P. R.) et BUENO (M.-A.) - Fixed-order H∞ tension control in the unwinding section of a web handling system using a pendulum dancer – IEEE Transactions on Control Systems Technology, - DOI 10.1109/TCST. 2011. 2107554, 2011.
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(5) - LAMY (B.) et BUENO (M.-A.) - Caractérisation tribologique...
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