Présentation
EnglishRÉSUMÉ
Cet article traite de la transformation de la fibre de coton en fil et comprend le descriptif des opérations associées : préparation au cardage, cardage, préparation à la filature proprement dite ou filage, à savoir le banc d’étirage, le banc à broches et le peignage, et les techniques les plus répandues du filage du coton. Sans être exhaustif, il permet de comprendre les techniques de transformation de cette fibre en fil, y compris ses mélanges avec d’autres fibres, et donne les paramètres technologiques les plus importants des machines et des produits intermédiaires et finaux de la filature.
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Artan SINOIMERI : Professeur des Universités - École Nationale Supérieure d’Ingénieurs Sud Alsace - Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles - Université de Haute Alsace, Mulhouse, France
INTRODUCTION
Avec une production de 26 millions de tonnes pendant la saison 2019/2020, le coton représente la fibre naturelle la plus utilisée dans le monde avec une place prépondérante dans le secteur de l’habillement et de l’ameublement.
Connu depuis l’antiquité, le coton a été cultivé et utilisé pour fabriquer des vêtements depuis au moins 3 000 ans en Inde. Les « Indiennes », tissus imprimés de motifs de fleurs dans des tons plutôt rouge de garance, ont connu un succès certain en Europe au début du XVIe siècle. L’interdiction de leur importation, de 1686 jusqu’en 1759, provoqua la contrebande, mais aussi le développement de l’artisanat local et limitrophe. C’est ainsi que Mulhouse, république indépendante à l’époque, a connu un développement important, d’abord des manufactures de teinture et d’impression, puis de filature et tissage pour continuer avec la production des machines textiles.
La mécanisation dans le textile débuta vraiment dans la seconde moitié du XVIIe siècle avec les inventions de Hargreaves (« spinning jenny », rouet multiple), d’Arkwright (cardage et premier prototype du « continu à filer ») et de Crompton (« mule-jenny » ou jeanette). L’utilisation de la force hydraulique au début et de l’énergie électrique par la suite ont permis à l’industrie textile et particulièrement à la filature, de multiplier les capacités de production tout en améliorant sensiblement la qualité des produits.
La filature du coton obéit en ce début du XXIe siècle aux mêmes principes généraux qu’au début de la mécanisation des machines textiles. Ainsi, elle peut être définie comme l’art de transformation d’amas de fibres désordonnées, fortement entremêlées et impropres, en structures textiles linéiques, appelés filés de fibres, ou plus communément fils, ayant des caractéristiques acceptables selon le cahier de charge défini pour leur utilisation. Pour ce faire, les flocons de coton doivent être démêlés, nettoyés de leurs impuretés et homogénéisés. Les fibres doivent par la suite être individualisées et orientées pour former des structures linéiques, des rubans et des mèches, qui seront finalement affinés pour former un fil, dont les principaux critères de qualité sont : la résistance mécanique, l’allongement, l’irrégularité massique et la pilosité. La filature demeure une étape fondamentale dans la confection des structures textiles surfaciques, telles que tissus et tricots, destinées à l’origine à l’habillement et à l’ameublement, mais également aux applications techniques.
Les tendances des développements en filature se concentrent sur trois pistes : l’augmentation de la productivité des fils tout en maintenant un niveau de qualité requis, l’amélioration des procédés existants dans le but d’améliorer la qualité des fils, et le développement de procédés nouveaux et alternatifs de production de fil et/ou des produits intermédiaires.
Cet article traite de la transformation de la fibre de coton en fil et permet de comprendre les opérations associées à cette transformation. Malgré l’émergence des contraintes environnementales du début du XXIe siècle, le coton occupe une place très importante dans le secteur de l’habillement et de l’ameublement grâce, d’une part à ses excellentes propriétés de toucher et de porter, et d’autre part à la robustesse des procédés de transformation qui y sont associées.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes utilisés.
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2. Processus de filature
2.1 Du champ au filateur
Après la récolte, en général mécanisée, sauf dans certaines régions de l’Afrique centrale où la récolte est encore manuelle, le coton-graine est rassemblé dans des centres d’égrenage où il subit d’abord un égrenage (l’arrachage des fibres des graines), puis un nettoyage intensif. Pour finir, les flocons de coton sont comprimés pour être mis en balles d’environ 220 kg pour 0,5 m3. Les balles sont couvertes d’une toile de jute, ou d’une feuille plastique, et cerclées [N 4 600].
Le filateur reçoit des balles de coton de différentes origines et les mélange de façon à garantir la constance des caractéristiques des fils qu’il doit produire. La gestion de la qualité des fils conjointement au suivi des stocks de balles en lien avec les caractéristiques technologiques des fibres (finesse, longueurs, maturité…) lui permet de parvenir à cet objectif.
HAUT DE PAGE2.2 Préparation au cardage (grosse préparation)
Le but du cardage est le démêlage ultime des fibres, leur individualisation, ainsi que leur nettoyage poussé. Pour que le cardage soit efficace et que les fibres ne soient pas endommagées lors de cette opération, les flocons fibreux, très comprimés dans les balles, doivent être travaillés progressivement de façon à :
-
ouvrir les flocons de fibres, dans le sens de leur donner du volume ;
-
diminuer la masse des flocons ;
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réduire les impuretés dans la matière première ;
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homogénéiser l’ensemble de la matière première.
S’ajoute à ceux-ci l’éventualité de réaliser des mélanges du coton avec d’autres fibres au stade de la « grosse préparation », ce qui assure, lors du passage dans la carde, une homogénéisation très intime de ces mélanges, fibre à fibre.
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Processus de filature
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MORTON (W.E.), HEARLE (J.W.S.) - Physical properties of textile fibres. - Woodhead Publishing Limited (2008).
-
(2) - BERTHEUX (B.) - Étude mécanique de la compression de flocons de fibres : application à la mesure du « degré d’ouverture ». - Thèse de Doctorat, Université de Mulhouse (1989).
-
(3) - KLEIN (W.) - The Rieter Manual of Spinning, Volume 3-Spinning Preparation. - Rieter Machine Works Ltd.
-
(4) - GÉGAUFF (C.) - Force et élasticité des filés en coton. - Bulletin de la Société Industrielle de Mulhouse. 1907(Avril) : 153-213.
-
(5) - KOECHLIN (C.) - Mémoire sur le tors des filés en coton. - Bulletin de la Société Industrielle de Mulhouse. 1828 (Novembre) : 296-305.
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Culture cotonnière – Produits, marchés et enjeux de durabilité.
-
Tribologie des textiles – Frottement, usure et propriétés mécaniques.
-
Caractérisation des fibres de coton,
ANNEXES
Constructeurs de machines textiles pour le coton :
Rieter https://www.rieter.com/
Trützschler https://www.truetzschler.de/en/
Marzoli https://en.marzoli.camozzi.com/
Organismes :CIRAD – Centre International de l’Agronomie pour le Développement https://www.cirad.fr/
Techtera https://www.techtera.org/
EuraMaterials https://euramaterials.eu/
Pôle Fibres-Energivie http://www.fibres-energivie.eu
Documentation :Beltwide Cotton Conferences. https://www.cotton.org/beltwide/
International Cotton Conference Bremen. https://cotton-conference-bremen.de/
Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche :Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles LPMT https://www.lpmt.uha.fr/
Laboratoire GEnie des Matériaux TEXtiles GEMTEX http://www.gemtex.fr/
Institut Français du Textile et de l’Habillement https://www.ifth.org/
Centre d’Essais Textile http://cetelor.univ-lorraine.fr/
Centre International de l’Agronomie pour le Développement CIRAD https://www.cirad.fr/
École Nationale Supérieure d’Ingénieurs Sud Alsace ENSISA http://www.ensisa.uha.fr/
École Nationale Supérieure des Arts et Industries Textiles ENSAIT ...
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