Pour les vestes et les pantalons : des alternatives aux PFAS dans les textiles
Randonnée, jogging, vélo : lors d’activités Outdoor, on peut facilement être surpris par le vent et les intempéries. Les vêtements techniques modernes peuvent être imperméables et résistants aux taches, mais ils sont souvent imprégnés de produits chimiques contenant des PFAS. Il n’est pas facile de remplacer ces substances nocives. C’est pourquoi des chercheurs de l’Empa développent, en collaboration avec des fabricants de textiles, une technologie permettant de trouver des substituts aux PFAS et de les utiliser de manière plus précise – conformément au principe « Safe and Sustainable by Design ».
Rapport de la communication de l’EMPA
Pour garantir la résistance des vêtements techniques à toutes les conditions climatiques, l’imprégnation chimique est indispensable. Or, les vestes de pluie, les maillots de bain et autres articles similaires revêtus de PFAS contribuent à la pollution environnementale due à ces substances chimiques fluorées et persistantes. Remplacer ces substances représente un véritable défi, car elles possèdent d’excellentes propriétés : elles sont hydrofuges, anti-salissures et oléofuges. C’est pourquoi les chercheurs d’Empa collaborent avec des partenaires industriels pour développer des technologies et des matériaux permettant une production durable et économique de textiles sans PFAS, dotés des propriétés recherchées. Ce projet innovant est issu du réseau Subitex, fruit d’une collaboration de longue date entre des entreprises membres de l’Association suisse du textile (Swiss Textiles) et Empa à Saint-Gall. Le projet « EC0Tex », financé par Innosuisse, vise à créer des revêtements hydrofuges pour les fils textiles grâce à l’utilisation de substances sans fluor dans un système de revêtement plasma spécialement développé. Ce projet a récemment reçu le « Prix de l’innovation » pour le développement durable et l’innovation lors du salon international « Techtextil » à Francfort-sur-le-Main.
Un remplacement sans regret
Au cœur du projet « EC0Tex » se trouve le principe « Conception sûre et durable » (SSbD). « Lorsqu’on recherche des alternatives aux PFAS, l’objectif est d’éviter de créer des substituts potentiellement nocifs, c’est-à-dire des substances de remplacement qui s’avèrent par la suite tout aussi dangereuses que le produit chimique initialement utilisé », explique Dirk Hegemann, chercheur à l’Empa, au sein du laboratoire « Fibres avancées » de Saint-Gall. C’est pourquoi l’équipe de Dirk Hegemann, Martin Amberg et Patrick Rupper compare les besoins de l’industrie, de l’environnement et de la société dès les premières étapes du développement, en s’appuyant sur des analyses de risques, et élimine les matériaux et technologies qui ne répondent pas aux exigences en matière de propriétés, de durabilité ou de viabilité économique.
Enveloppé jusqu’aux plus profondes
En collaboration avec des partenaires de l’industrie textile suisse, Bäumlin & Ernst AG, Lothos KLG et Seilfabrik Ullmann AG, un nouveau procédé d’imprégnation, viable industriellement et utilisant la technologie plasma, est en cours de développement. En effet, les techniques conventionnelles nécessiteraient l’utilisation de quantités excessives de substances sans PFAS pour obtenir les propriétés des textiles enduits de PFAS. Il en résulterait une baisse de l’efficacité économique et de la durabilité, rendant la recherche d’alternatives viables conformes aux normes SSbD particulièrement complexe.
La nouvelle installation à plasma, conçue à cette fin en collaboration avec les chercheurs de l’Empa, permet toutefois d’appliquer des revêtements extrêmement fins sur les fibres individuelles d’un fil. « Cela nous permet de réduire considérablement la quantité de produits chimiques utilisés tout en obtenant une imprégnation complète des fils », explique M. Hegemann. Les fils ainsi obtenus pourraient être directement utilisés pour la fabrication de vêtements Outdoor et de sport, mais aussi de cordes, précise le chercheur.
Dans la technologie de revêtement par plasma, le plasma est généré dans une chambre grâce à une décharge électrique gazeuse. L’énergie élevée fournie à basse température provoque l’évaporation des produits chimiques présents dans la chambre et la formation d’espèces réactives qui se fixent aux fibres individuelles du fil. Cependant, cette méthode ne permet généralement d’imprégner que les fibres les plus externes d’un textile. « Nous avons opté pour une nouvelle approche : le nouveau système de revêtement par plasma génère des espèces réactives différentes, capables de pénétrer profondément dans la structure du fil », explique Dirk Hegemann, chercheur à l’Empa. Il en résulte un revêtement durable et pénétrant.
Défi : Graisse et saleté
En alternative aux PFAS, les chercheurs étudient actuellement l’utilisation de composés organosiliciés pour l’imprégnation. Leur innocuité, notamment face aux agressions environnementales telles que l’abrasion ou le lavage, doit être rigoureusement analysée. Les premières analyses montrent que ces composés forment des couches fortement réticulées, présentant d’excellentes propriétés hydrofuges et de séchage rapide, surpassant même les imprégnations de PFAS en termes de durabilité.
L’un des défis actuels réside dans les propriétés déperlantes et anti-salissures que peuvent offrir les textiles contenant des PFAS. Selon Hegemann, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour remplacer les PFAS dans les textiles, notamment ceux utilisés pour les équipements de protection individuelle. La vaste famille des composés organosiliciés offre une multitude de possibilités dans ce domaine. Grâce à la technologie plasma, il est désormais possible de trouver de nouvelles solutions en ajustant les matières premières et les conditions de revêtement, afin de les adapter aux propriétés souhaitées des textiles, tout en respectant les principes de conception « sûre et durable ».