Salut,
J'envisage une petite contribution au WIKI des MUL qui a déjà un sujet sur les membranes bien développé et qui est pas mal sur le matos (enfin si David préfère, on peut l'intégrer au notre....).
Je vous donne la primeur, et j'attends vos avis.
Approche phylogénique d'un vieux problème : Comment concilier imperméabilité et confort.La recherche de tissus imperméables à l’eau a toujours intéressé les hommes devant affronter des conditions climatiques difficiles, les pèlerins, les marins, les chasseurs, les militaires et plus récemment les alpinistes.
Imperméable mais inconfortable :Pendant longtemps, l’imperméabilité était improbable et limitée. Le moyen le plus utilisé consistait à enduire d’une substance hydrophobe (cire, huile, graisse) une matière naturelle. Par exemple, il est possible de graisser une cape en cuir afin d’avoir un vêtement résistant à l’eau. On pouvait enduire d’huile de lin ou bien encore cirer une toile. Ces procédés étaient relativement efficaces, mais les vêtements étaient lourds, poisseux, malodorants, rigide au froid et sensibles au feu.
Au début du XIXème siècle Monsieur Macintosh a trouvé le moyen de dissoudre du caoutchouc dans un solvant, ce qui permettait d’enduire une toile de façon très efficace. Une fois le solvant évaporé, le vêtement restait longtemps imperméable. Ce procédé pouvait s’appliquer à des toiles fines, d’où un gain de poids important. En revanche, l’odeur était très présente et sous certaines conditions la toile devenait « collante ». Pourtant, c’était efficace et cela a équipé les cochets et les premiers alpinistes pendant plus de 100 ans. Il semblerait que le procédé ait été amélioré par la suite (Hanckok, vulcanisation).
Depuis longtemps, il existait donc des moyens de se procurer des vêtements imperméables. Mais ils étaient peu adaptés à des activités intenses. D’une part, car ils étaient lourds et rigides. D’autre part, car ils étaient aussi imperméables à l’air et s’opposaient donc au transfert de l’humidité. Pour ces raisons, ces vêtements ne pouvaient pas être portés de façon permanente. Ils existaient sous la forme de cape ou de pardessus. Pas MUL comme démarche !
Confortable, mais pas imperméable.Les hommes engagés dans des activités soutenues ne pouvaient se permettre d’avoir des vêtements ne laissant pas s’échapper l’humidité. Ils connaissaient les inconvénients de l’humidité stagnante : à court terme perte des capacités d’isolation ou surchauffe. A long termes, problèmes d’hygiène (mycose, vermine…) et destruction des vêtements. Il fallait donc trouver des vêtements résistants à l’eau et qui laissaient la transpiration s’évaporer.
Le moyen le plus simple, consiste a employer une matière naturellement résistante à l’eau et de l’enduire, avec modération, d’une substance hydrophobe. Le procédé est toujours utilisé de nos jours.
Par le passé on a utilisé des cuirs cirés ou huilés (souvent du chien, ils n'ont pas de glandes sudoripares), des vêtements en boyaux chez les esquimaux (peut être les premiers imper/respi), ou bien de la laine ayant gardé sa lanoline. Dans ce dernier cas, il y avait des problèmes d’odeur et de développement de micro-organismes s’attaquant à la laine. Dans le cas du cuir, le résultat était coûteux et moyennement efficace (pensez à vos chaussures).
Pour la laine, les procédés cherchant à éviter la lanoline étaient nombreux. Par exemple, on pouvait utiliser de la laine bouillie, grattée ou bien encore foulée. Les draps de laine foulés présentent une surface résistante à l’eau (l’enveloppe de fibres de laine est naturellement hydrophobe) et mécaniquement solide une fois mouillée (la laine est fragile humide). De plus, la laine conserve ses propriétés isolantes une fois mouillée.
La solution est acceptable, sous réserve que la pluie ne soit pas intense et qu’il fasse assez froid pour supporter des vêtements épais en laine (Swanndri). Sous une forte pluie, les vêtements devenaient inconfortables et s’alourdissaient considérablement. Néanmoins, une conception intelligente du vêtement (épaules sans coutures ou à la façon de Lord Raglan, absence d'ouverture et de coutures, cape volante, coutures obliques, franges pour drainer) permet d'améliorer la performance.
Si toutes les armées du monde équipaient leurs soldats d’uniforme en drap de laine jusqu’à la deuxième guerre mondiale….c’est que la solution n’était pas si mauvaise, au moins par temps froid. D’ailleurs les alpinistes allemands utilisaient dans l’Himalaya des capes en loden jusque dans les années 50, et les français utilisaient le drap de Bonneval pour leurs ascensions. Les chasseurs européens utilisent encore les vêtements en loden ou en walk sous la forme de veste, de capes ou de manteaux (Lodenfrey, Sankt Hubertus). Les américains utilisent aussi des vêtements en laine foulé qu'ils nomment Mackinaw ou bien encore tissé et gratté (Filson, King of the mountain, Sleepings Indians). Ils ont l'avantage d'être très silencieux et de ne pas craindre les accrocs.
A la recherche du gain de poids.La laine représentait une solution valable, mais pas optimale pour des alpinistes qui recherchaient un gain de poids. De même, un tissu de laine n’est pas un très bon coupe vent, à moins qu’il soit tellement foulé qu’il en devient inconfortable. Les explorateurs polaires vont de ce fait adopter progressivement des vêtements coupe vent ayant une coupe imitant celles en usage chez esquimaux. C’est le fameux anorak. Nansen innove dans sa traversée du Groënland en utilisant des vêtements en laine foulée (Vadmal) avec des coupe vents en coton possédant une capuche. Lors de sa traversée, il affronte des froids extrêmes (-40°C), mais aussi la pluie, ce qui lui fait regretter de ne pas disposer de vêtements plus imperméables. Durant son parcours, la toile huilée qui lui sert de tapis de sol se déchire du fait du froid.
Le temps du coton.Les pays aiment valoriser leurs ressources. Dans l'empire anglais, il y avait du coton (inde) et de la pluie (angleterre)...Les anglais, depuis les débuts de la révolution industrielle, maitrisaient l'art de filature (John Kay, Cartwright, Hargraves, Crompton, spinning jenny...). Ils vont donc pouvoir inonder le monde de leurs productions à bas prix et de qualité.
A la fin du XIXème siècle, la firme Burberrys met au point un tissu révolutionnaire : la gabardine (du vieux français gavardine). Il s’agit d’un tissu de coton tissé très serré dont chaque fil est préalablement imprégné d’une substance hydrophobe (paraffine, alun…) . Pour la première fois, un tissu est spécialement adapté aux sportifs, à l’époque les alpinistes et explorateurs. Ce tissu révolutionnaire va être utilisé pour la conquête des pôles (tentes et vêtements). A la même époque, on obtient des vêtements très imperméables et résistants en enduisant de paraffine (dérivé de pétrole) de la toile de coton (Barbour...)
Pendant la grande guerre, les officiers anglais vont se faire confectionner des « trenchs coats » en gabardine, et l’utilisation de bavolets de revers et de coutures en pointe pour permettre l’évacuation de l’eau va permettre une bonne protection contre la pluie.
La gabardine sera améliorée par la firme Grenfell des Middlands qui équipera les expéditions anglaises dans l’Himalaya avant la deuxième guerre mondiale. Le procédé sera encore amélioré pendant la deuxième guerre mondiale afin d’équiper les pilotes de l’aéronavale britannique lors des amerissages forcés : c’est le fameux Ventile. Les anglais sont à la pointe de l'innovation et sont les seuls à maîtriser le savoir faire et la matière de base rare et chère (coton égyptien à longue fibre). La conquète des pôles et de l'hymalaya leur donne l'occasion d'innover. Par exemple, le Shirley institute mettra au point les vêtements de l'expédition vainqueur de l'Everest (Hillary porte un vêtement en tissu de chez Aquascutum). Ils sont les premiers à tester les tissus techniques en soufflerie derrière les hélices d'un avion au décollage...
Le Ventile est un tissu de coton tissé très serré. Lorsqu’il est mouillé, le coton hydrophile gonfle et les trous de la trame sont bouchés. L’imperméabilité est de l’ordre de 700 à 1000mm. Un vêtement est fortement coupe vent et presque imperméable. L’imperméabilité est atteinte si on utilise deux couches de tissus. C’est le vêtement des alpinistes de l’après guerre, confortable, presque imperméable et très respirant. Malheureusement, il est rare et cher, froid et long à sécher quand il est trempé. Il a tendance à se transformer en armure de givre si les conditions sont gélives.
On peut toujours se procurer un anorak en Ventile de nos jours. La RAF utilise toujours des combianaisons en Ventile pour ses pilotes (ils n'explosent pas en cas d'éjection du fait de la dépressurisation), et c’est l’idéal pour les expéditions polaires.
Les synthétiques ou comment valoriser mon pétrole.Les tissus synthétiques vont se développer à l’occasion de la seconde guerre mondiale. Les USA doivent équiper rapidement une armée gigantesque, ils possèdent du pétrole en grande quantité, c’est une aubaine pour Dupont de Nemours.
Il est assez facile de rendre coupe vent et assez déperlant du nylon qui est par nature hydrophobe (3 à 4% d’eau). Il suffit de passer le tissu entre deux rouleaux de métal chauffés et les fibres ont tendance à se coller (calandrage). Le résultat est très léger, brillant, solide, insensible aux éléments et déperlant. Le polyester peut être traité de la même façon, de plus il est plus hydrophobe (1% d’eau).
Pour obtenir des vêtements confortables, on peut ajouter du coton au tissu synthétique et une légère couche de paraffine. Le vêtement est solide, sèche vite (polyester), confortable (coton) et coupe vent. Si le tissu est de qualité, une pluie fera gonfler le coton ce qui renforcera la déperlance. De toute façon le vêtement sèchera très vite. Ces tissus « 60/40 » ont équipés les alpinistes dans les années 60, particulièrement aux états unis. La firme Fjall Raven utilise toujours ce procédé dans son tissu G1000 (65/35). Il est possible d'ajouter une substance déperlante en surface (cire d'abeille puis silicone et téflon) ou bien d'en imprégner chaque fibre avant le tissage.
A cette époque se développent les premières enductions étanches. Il s’agit d’enduire le tissu nylon par un revêtement d’acrylique qui bouche les pores. Le procédé permet d’obtenir des vêtements légers et étanches. Le problème vient du fait que l’enduction « durcit » le tissu et le rends plus fragile. De plus les premières enductions ne supportent pas les basses températures. L’avènement des enductions PU (polyurethane) vient régler ces problèmes dans les années 70. Mais les enductions bloquent la transpiration.
Les alpinistes trouvent la parade. Ils utilisent des coupes vents en coton (toile dickson) et emmènent des cagoules (grands anoraks descendant aux chevilles, une invention de Pierre Alain) étanches en tissu synthétique, donc légères. L’ensemble, complété par un pieds d'éléphant pour le bivouac, ne pèse pas très lourd. Mais durant les hivernales dans les faces nord, on se rend compte qu’il n’est pas très facile de mettre un vêtement en pleine paroi….l’idéal ce serait un vêtement unique !
La première solution est simple : il suffit d’ajouter des zips synthétiques, désormais fiables, un peu partout. On prévoit des ouvertures sur le devant, dans le dos, sous les bras….Cela fonctionne. L'idée sera d'ailleurs reprise par les fabricants de veste en goretex pour améliorer les performances des vêtements techniques.
La seconde solution, C’est le tissu imper/respirant. Au début des années 80, la société Gore, spécialisée dans le matériel chirurgical et les isolants électriques, à l’idée d’expanser son produit fétiche le Polytétrafluoroéthylène (PTFE) qui est hydrophobe. Ce faisant, la membrane se couvre de petits trous, trop petits pour laisser passer une molécule d’eau en phase liquide. Mais assez grands pour que la vapeur d’eau puisse traverser. Il suffit de coller la membrane imper/respirante sur un tissu support : Le « goretex » est né !
Une troisième solution existe, très adaptée pour les conditions hivernales humides et venteuses. Ici encore l'idée est ancienne, avoir une couche chaude hydrophobe, recouverte d'un tissu coupe vent qui se sature d'eau. De ce fait, l'humidité ne pénètre pas au coeur du vêtement, du moisn pas de l'eau froide. La chaleur du corps en mouvement assure l'évacuation de l'eau. Cela ressemble aux vêtemnts des explorateurs polaires comme Nansen (laine foulée + coton fin). L'innovation vient de l'utilisation de matériaux nouveaux plus léges et performants : la fourrure de polyester (Pile) et un tissu nylon très serré à brin fin servant à faire des parachutes : le Pertex. Les vêtements Pile&Pertex sont utilisés en Angleterre et ont fait leurs preuves en Ecosse chez les alpinistes. Ils ont aussi été utilisés avec succès par les soldats anglais pendant la guerre des Malouines au début des années 80 (Falklands, Malvinas). Leur defaut est d'être très encombrant. Ils ne sont pas fait pour une utilisation statique, dans ce cas la chaleur du corps est insuffisante pour sécher le vêtement plus vite qu'il ne se mouille sous une forte pluie. Ce concept est toujours utilisé chez les militaires (Buffalo, Paramo, Arktiss). Encore une fois, on constate qu'il a suffit d'améliorer un concept préexistant en utilisant des matériaux modernes.
La première génération de vêtement en Goretex présente deux défauts (en dehors du prix) : D’une part les coutures ne sont pas étanches du tout. En effet, l’aiguille perce la membrane et le fil ne comble pas du tout le trou. Dans les tissus standard, on peut compter sur le fait que l’aiguille « pousse » les fils du tissu, qui se rétractent sur son passage. Si on utilise un tissu ayant du coton qui gonfle, un fil guipé (ciré avec une âme de coton qui gonfle entouré de synthétique), le tout avec des coutures à point nouées….c’est relativement étanche. Le procédé est impossible dans le goretex.
D’autre part, la membrane est hydrophobe….mais aussi lipophile. Donc elle attire les graisses qui viennent colmater les pores. Il faut donc protéger la membrane par un film protecteur en Polyuréthane Microporeux hydrophile et lipophobe. Deux inconvénients. Premièrement, la respirabilité de l’ensemble PU+PFTE est moindre, deuxièmement l’air ne passe plus à travers (attention pour les sursacs qui ferment, il faut une variété spécifique de Goretex laissant passer l'air). La respirabilité est supérieure aux enductions microporeuse en PU car ici la membrane est très fine puisqu’elle ne participe pas à la résistance à l’eau. C’est la seconde génération de Goretex.
Le principal défaut de la membrane, c’est sa fragilité à l’abrasion. Il faut donc la protéger par un tissu à l’extérieur et à l’intérieur du vêtement. Si la membrane est collé en sandwich, c’est un « trois couche » très solide mais rigide. Si le tissu intérieur est libre, c’est un deux couche, souple mais moins solide. Il existe des versions ou la membrane est libre ou seulement collée au tissu interne.
Les allemands, grands producteurs de tissus et excellent chimistes, régissent avec la membrane hydrophile Sympatex (Akzo Nobel). Elle est très solide (dérivée du polyester), peut être un peu moins respirante. Le marketing de Gore fera la différence à moyen terme.
Les japonais réagissent avec les enductions microporeuses Entrant (Toray), Triple point (Unitaka), Gelanots (Tomen)…Elles ont l’avantage d’être moins chères à mettre en œuvre. En général elles dérivent du Polyuréthane, donc elles sont résistantes à l’abrasion et souples. Elles sont intimement liées aux tissus, les premières versions de goretex, se décollaient (délaminaient) assez rapidement. Sous la pluie, l’eau à moins de place pour stagner entre la membrane et le tissu extérieur, ce qui fait que le vêtement initialement moins respirant, respire parfois mieux que le Goretex sous la pluie. Les japonais vont améliorer leurs enductions (entrant GII…) et comme le PU est élastique, ils vont pouvoir enduire des tissus élastiques qui sont à la mode maintenant.
Les Anglais (groupe ICI) vont s’orienter vers les enductions bas de gamme (genre Kway 2000). Avec du retard, les français, vont mettre au point le proline et le MP+. Mais le marché mondial est saturé par les américains et les japonais.
Récemment, Gore a amélioré son produit (Goretex XCR) vraisemblablement en améliorant l’enduction PU interne du PTFEe. La firme se devait de réagir à la fin de son Brevet exclusif sur le PTFEe et à la concurrence de produits sophistiqués comme le Event (PTFE avec un procédé de protection lipophobe de la membrane spécial).
Un lien vers les vieilles recettes :
http://www.fashion-era.com/what_is_in_a_name.htmdid,
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